從進化的角度看人類的腎病

無意中看到一篇文章，從進化和遺傳學的角度看人類的腎病，觀點很特別！

有關基因的研究一日千里，現在的醫學和從前已大大不同。現在很多疾病可以從基因的角度去解釋，臨床上利用遺傳學技術幫助診斷的機會也多了很多，新知識出現的速度其實甚至有時令人吃不消，但有一個問題便是，為什麼這些問題基因會一直存在？

進化源於基因突變，突變的出現是没有方向性的。可是，若果一個突變對個體做成的改變會為基因（乃至個體）的生存／繁衍帶來好處，從進化的角度，這個基因傳至下一代的機會便大大增加，而令基因在群體出現的頻繁漸漸增加。以此推論，若果一個基因在某一群體的頻繁異常地高，很可能這個基因會為個體帶來好處，而令擁有這個基因的個體成功繁殖率較没有這個基因的個體高。

但另一角度來看，如果一個致病的基因在群體的頻率很高，那又如何解釋呢？會否這個基因其實有一些對個體有好處的功用，只是未被發覺？還是由於基因突變出現時的環境和現在的環境大大不同，從前是有益的基因在近代變成有害？又還是這個基因的遺傳是和其他為個體帶來好處的基因連在一起？

從前唸書時，在這個課題出現的例子只有一個，就是血紅蛋白基因的突變，引致如鐮刀型紅血球病變、地中海貧血等疾病。由於基因突變，擁有兩個問題基因的個體會患上貧血，但若只擁有一個問題基因，卻可以抵抗在非洲肆虐的瘧疾，所以擁有這個基因在瘧疾流行的地區便反而帶有優勢，例如黑人較其他人在這個基因上，便有著較高的突變頻繁。

近來很多流行病學研究都指出美國黑人患上某些腎病的機會比白人高，現象一直都没有解釋。但近來發覺原來黑人腎病患者的群體中一個叫APOL1的基因突變頻率較其他人種為高，而這個基因是和某些腎病有關連的。如前所說，根據自然選擇理論，這個基因是否會為黑人帶來什麼好處？

根據研究，原來這個APOL1基因製造的蛋白有著對抗錐蟲的功用，錐蟲有數種，可以入侵牲畜，但人類由於擁有這個基因，便對牠們免疫。可是演化是一場競賽（arm race），不同物種之間的演化很多時都是互相影響，為了要躲避敵人，草食動物會演發出敏捷快速的動作，敏銳的聽覺和視力；但肉食動物也會演化出銳利的牙爪和優秀的捕獵技巧；細菌對付抗生素而演化出抗藥性也是很好的例子。

其中一種錐蟲Trypanosoma brucei rhodesiense 便發展出一種可以避開人類APOL1蛋白的機制，感染人類，引致非洲昏睡病，嚴重的可以引致死亡。但人類對此便又作出相應演化，這個APOL1有兩個突變G1和G2，擁有這個突變的個體可以抵抗錐蟲的入侵，減低患上昏睡病的機會。可是代價便是有較高患上某些腎病的機會。文章還指出人類約於20000-100000年前離開非洲進入歐洲，那時這個基因突變還未出現，這變解釋了為什麼這個基因在黑人的頻率特別高。我們知道現在美國很多黑人都是當年來自非洲黑奴的後代，所以他們體內也帶有這個基因。

現在社會的生活環境和當年基因出現時的環境當然大大不同，科技進步，我們的壽命增長了，所以腎病顯示出來的機會也大大增加，反之在美國受到錐蟲入侵的機會微乎其微，故此基因的害處便反而更加顯現。很多疾病都在某些地方的人種特別高，當然有很多其他原因，但以進化的角度去解釋這些現象是其中一個十分言之成理的方向。

推論下去，那是否所有由基因突變引發的疾病都可以依此解釋？除了致病基因，其他控制不同特質的基因呢？

http://www.jci.org/articles/view/46263#B58

一直覺得性選擇理論(Sexual Selection)和動物之間的爭執(Animal Conflict)是行為生態學中最引人入勝的，愈看得多，愈覺得不可思議。

第一次接觸性選擇理論是中六時看的科普讀物，其也是達爾文提出的概念。以前，我只知道動物界中，無論體型、裝飾、行為等，大都是雄性比雌性優勝，例如孔雀、獅子等便是。但這要如何解釋呢？達爾文認為同一性別之間（通常是雄性），為了獲得另一性別（即雌性）的垂青，會展示另一性別偏愛的特徵，這便形成一選擇壓力，使得那些對生存可能無幫助的特徵演化出來。

 

明顯的，那些鳥類中華麗的羽毛和明亮的歌聲，對飛行、覓食等並不有太大幫助，反而可能增加生存的風險，但實情卻是這樣的兩性異形（Sexual Dimorphism）在自然界中是如此的普遍．因此性選擇實在需要和其他有利生存等自然選擇的特徵分開處理。

 

但是詳細研究下，科學家發現了很多奇怪的現象。動物界中的交配主要是一夫一妻、一夫多妻、一妻多夫或多夫多妻。採用那一種策略得視乎很多不同生理上及環境上的因素。可是，說穿了，原來男女都各為自己的基因謀求最大的生存機會，兩性關係，從不是這樣的和諧！

 

起源在於精子和卵子的不同。

雄性的精子，體型細小而數量多、大多雄性都會產生比實際需要多的精子，因此註定精子間是有競爭的。一名雄性為了增加自己下一代的存活率，最理想的對策便是和愈多的雌性交配、同時間趕走其他競爭的雄性對手，再加上從不負起照顧下一代的責任。因此，自然界中便廣泛存在這樣的雄性，牠們一天到晚到都在沾花交配、建立地盤、打架鬥麗、不事生產；獅子甚至會殺死母獅和上一名交配者所生的小獅。哺乳動物（包括我們的祖先）都是這樣的例子。就是很多看上是一夫一妻的動物，雄性其實也是設法和不同的雌性交配，不過牠有其他的考慮罷了（有興趣可看有關Pied flycatcher，Ficedula hypoleuca的研究）！

 

但雌性可不是任由魚肉的！在這場角力中，牠是輸了在對卵子的投資，哺乳動物更是輸了懷胎及哺乳的投資，牠要勝出，必須想法子提高自己的叫價能力！於是，雌性都是選擇的一群，牠們遲遲不會首肯交配，牠們要雄性有最美麗的羽飾、最強的戰鬥能力、最響亮的歌聲、最佳的地盤．．．．．．牠們是要施然的在眾多群下之臣中選出一個最好的，才令自己的心血不致白費！為了增加自己基因的傳播，有時牠們甚至屈服於一夫多妻之下，為的也是要把自己的卵子留給最好的雄性：把寶貴的卵子給予一個體弱多病的雄性，不如成為強者的妾身，下一代存活的機會說不定還較高！！

 

人類呢？我們是特別的，動物界中是雄性在爭妍鬥麗，美的都是雄性。我們好像倒轉了，大量的打扮都是出現在女性身上，一位美的女士會受到男士的青睞，反之一位愛打扮的男士，傳統上只會令人覺得不夠男子氣概。再者，現代社會大都奉行一夫一妻制，重婚在很多國家都是罪。  

 

可是，我們很多方面和我們一夫多妻的祖先都有類同的地方：男性都會爭奪女性、沾花惹草的多是男性、男性都傾向不照顧孩子．．．．．．究竟為什麼有這樣的分別？？

是社會文化？是人口比例控制？還是男性角力的戰場已轉化至非體質外表的較量．那些富幽默感、事業能力和責任心的男性才是女性的選擇指標？ 

 

我暫時没有能力解答這些問題，但除了生物學的觀點，我相信人類學、社會學等文化層面的解釋是少不了的。