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人類前進演化史為什麽保留了色盲基因?

2014-07-22科學

這個問題問得有點問題,不過還是先解釋一下色盲背後的前進演化原因吧。

人類的色盲分為全色盲和紅綠色盲。其實全色盲並不多,而紅綠色盲比例很高,高到我們體檢都要查一下你是不是紅綠色盲。這個比例具體說是8%,遠高於一般的基因遺傳病。為什麽呢?這與我們彩色視覺能力的前進演化有關。

對於恐龍等爬行動物來說,世界是彩色的。它們的視網膜上有四種不同的彩色視蛋白,分別對紅、綠、藍、紫不同波長的光線最敏感,彼此也有重疊的波譜範圍,交叉在一起,覆蓋了人類的全部可見光範圍。所以它們能分辨所有不同的顏色。

哺乳動物最初前進演化出現的時候,恐龍還沒前進演化出來呢。不過天下仍舊是爬行動物的,它們是恐龍的祖先。爬行動物巨大而且數量眾多,生殖能力極強。胎生的哺乳動物難以與之抗衡,只好選擇了夜間活動。因為爬行動物是冷血動物,夜間體溫下降,活動能力也大大下降。

前進演化從來不保留無用的東西。在夜間,彩色視覺基本沒用,所以哺乳動物遺失了綠和藍兩種顏色的視蛋白,而前進演化出了對運動物體更敏感,更適於夜間使用的灰度視覺。紅和紫在光譜是位於可見光的兩端,離得太遠。於是,作為一種補償,哺乳動物的紅色視蛋白向短波方向偏移了一些,到了黃色區域。

當靈長類出現以後,它們懂得食用果實,以更高效地獲取能量。成熟的果實才甜,糖分才高。如果比別的同類更能發現成熟的果實,無疑是一種生存優勢。於是,靈長類在前進演化中重新獲得了彩色視覺。它們的黃綠色視蛋白(曾經是紅色視蛋白)前進演化出了一個副本,而這個副本向紅色方向偏移,使靈長類能夠區分紅綠兩色。

但是,這樣的配置雖然可用,卻不是優良的配置。人的紅色視蛋白與綠色視蛋白最敏感波長的差只有30奈米,而全可見光波譜寬約200奈米。所以人類在某種意義上天生就是色弱。

更糟糕的是,人的紅色視蛋白來源於綠色視蛋白基因的偶然倍增,所以這兩個基因是挨在一起的,同樣位於X染色體上。這種情況很容易導致其中一個基因失效,也就形成了紅綠色盲。這就是8%的高發病率的原因。所以說,人類並沒有色盲基因,而是由於人類的彩色視蛋白基因的配置讓人類很容易得紅綠色盲。

以上這些都有分子生物學的證據,是建立在對各個物種的視蛋白進行測序及前進演化分析之後得出的結論。

同樣的原因,咱們的靈長類近親們也是色盲的高發物種。

至於說為什麽紅綠色盲沒有被前進演化所淘汰,大概是由於靈長類是群體活動的。在同一群體中的個體有互助意識。這極大地降低了紅綠色盲在發現紅色果實這件事情上的生存劣勢。而人類一旦進入文明社會之後,紅綠色盲的生存劣勢就進一步降低了。雖然我沒有查到這方面的數據,但有理由相信,靈長類動物的紅綠色盲比例應該比人類要低一些。