细菌决定人类寿命?

一项新计算机模拟的结果表明:寄生在人类身体内和身体上的细菌可能已经进化,并且让老年人更容易患病。如此一来老年人人口减少,在资源不变的情况下,相对地儿童们就可以获得更多的食物和资源,从而在进化过程中使整个人类的童年时间都延长了。结果还表明,细菌具有如此的偏向性可以使人类最初的人口更加稳定,且可以更加适应对环境的剧烈变化。

本研究作者之一,美国范德堡大学(Vanderbilt University)数学家Glenn Webb说道:“如果回到3万-4万年前,当时世界上仅有3万到4万人,松散地分布在非洲、欧洲和亚洲的部分地区。我们为什么会来到这里?会是因为我们的祖先十分强健,能够应付所有的环境变化和自然灾害才得以生存吗?”他表示通过新的研究发现表明,人类之所以能够生存下来,是因为作为一个整体,人类祖先顽强地在自然环境中存活了下来。

细菌对人类的影响

人体细菌数量超乎一般人所想象。人体内的细菌细胞数量超过了人体细胞数量,二者比例大概为10比1。近年来,科学家发现菌群有着意义深远的作用——可调节体重、心情和认知功能。纽约大学兰贡医学中心(New York University's Langone Medical Center)的微生物学家Martin Blaser博士开始思考细菌对年龄结构的影响。他注意到胃部细菌——幽门螺杆菌可以在人体肠道内存在数十年而对肠道无任何损害,但是也可引起胃溃疡和胃癌,并且患病的风险随着年龄增加而加大。

Blaser说:“我开始思考,一个真正的共生体是一种在你年轻时使你保持活力,年老时使你灭亡的生物体。对个人来说不是好消息,但对于整个物种来说却是好消息。”这些细菌很可能会让老年人口的数量减少,因此同等资源下儿童便可获得更多的食物和资源。从长期进化的角度看,是细菌让人类有足够的资本拥有比其他动物长得多的童年。

数学模型验证

为了进一步研究随着人类年龄增长,菌群对人有什么影响,Blaser和Webb共同创建了一个数学模型来模仿一群古代靠狩猎采集为生的人。

在模型中,研究人员假设人的最大寿命约为120年,古代人和现代人完全一致(虽然早期的狩猎采集者比现代人平均寿命短,这主要是因为其它因素导致的,如童年疾病,无法愈合的身体创伤和一些现代可用抗生素治愈的细菌疾病)。模型中有三组人:青少年人群、适育年龄人群和已过适育年龄人群。之后研究者观察了在不同生育能力和死亡率的条件下,人口数量是如何发生变化的。

为了探寻“细菌”(bacteria)的作用,研究者稍微调整了与不同细菌有关的致死因素。例如,在一个版本的模型中,研究者添加了志贺氏杆菌(一种能引起食物中毒和儿童死亡的细菌,可导致人口灭亡)的流行程度。在另一个模型中,研究者添加了幽门螺杆菌(这种细菌一般存在于人的胃里,其数量随着人年纪的增长而增加)。研究人员对照模型运行结果后发现添加幽门螺杆菌的模型中人口更加趋于稳定,因为细菌致使已过适育年龄的人群(老年人群)死亡,青少年人群就可以获得更多的食物和资源,整体上人口就会处于增长态势并趋于稳定。与此形成对比的是,在没有添加幽门螺杆菌因素的人口中,老年人口所占比重越来越大,总人口数量逐渐减少。

通过以上的模型计算表明细菌是可以进化的,而且更针对人口中的老年人群。研究者认为这不仅对人口数量有益,对细菌扩张也有好处,因为细菌自身的进化繁衍取决于是否拥有稳定的宿主。