进化遗传学家发现现在人们正在发生自然选择

人类进化似乎是遥远过去的现象，仅适用于数百万年前生活的祖先。但人类的进化仍在继续。进化只是意味着突变 - 在复制DNA过程中正常发生的基因的偶然变化 - 随着时间的推移在人群中或多或少变得普遍。

这些变化可能偶然发生，因为复制的个体比没有孩子的个体更经常携带特定的突变。它们也可能因为自然选择而发生，当特定突变的携带者能够更好地生存，繁殖或倾向于其家庭成员时 - 因此留下更多的后代。每一种生物适应，从人类在两只脚上直立行走到鸟类飞行的能力，最终都会追溯到自然选择，一代又一代地对这些微小的变化起作用。

所以人类肯定还在不断发展。问题是我们是否仍在适应：携带有害突变的个体是否生存的时间更短，繁殖更少 - 最终留下更少的后代?例如，可怕的视力可能是生活在热带稀树草原上的主要生存劣势，但通过眼镜和激光手术，它不可能阻止人们过上长寿。当代人类选择的突变有多常见?

长时间的规模使得进化难以研究

由于改编涉及一代又一代突变频率的微小变化，而且他们的财富在数十年到数十万年之间发挥作用，因此难以直接研究 - 至少在人类等长寿生物体中。

因此，虽然有大量证据表明人类进化和基因组中适应的明确足迹，但很少有科学家能够直接观察人类的自然选择。因此，生物学家对人类自然选择的运作知之甚少。

实际上，人类基因组中过去适应的最清晰的足迹之一涉及允许牛奶在成年期被消化的突变。乳糖酶基因中的这种突变随着数千年前奶牛养殖的增加而迅速上升，独立于多个群体。这是有些人可以像成年人一样喝牛奶的原因，而大多数人仍然不耐乳糖。

但即使在这个研究得很好的案例中，更不用说基因组的其余部分，研究人员也不知道这种突变是否有益于生存或繁殖;两种性别或所有年龄段的福利是否相同;或者利益是否取决于环境(例如，其他食物来源的可用性)。正如进化生物学家Richard Lewontin在20世纪60年代指出的那样，要学习自然选择的这些特性，需要进行大规模的研究，其中可以为成千上万的人获得遗传和谱系信息。

五十年后，我们小组意识到这个思想实验开始变得可行了。我们寻找大型生物医学数据集，让我们了解影响生存的突变。

观察不同年龄组的基因频率

我们的基本想法是，降低生存机会的突变应该以较低的频率出现在老年人身上。例如，如果突变在60岁时变得有害，携带它的人在60岁以后存活的机会较低 - 并且在那些活得更长的人中突变应该不那么常见。

因此，我们寻找了来自加利福尼亚州(GERA队列的一部分)的大约60,000个人和来自英国生物银行的大约150,000个人的年龄变化频率的突变。为了避免祖先生活在不同地方的人带有一些不同的突变的复杂性，我们专注于每个研究中具有共同祖先的最大群体。

在整个基因组中，我们发现两种危害生存的变种。第一种是APOE基因的变体，这是阿尔茨海默病的一个众所周知的风险因素。它的频率下降超过70岁。我们发现的第二个有害变体是CHRNA3基因的突变。与重度吸烟相关，这种遗传性突变在男性中年开始频率下降，因为这种突变的携带者不太可能存活更长时间。

两种有害变体仅在雌性和雄性的典型繁殖年龄之后很久才产生影响。生物学家通常认为这种突变不被选择。毕竟，到了中年以后，大多数人已经将他们的基因传递给了他们所拥有的后代，所以看起来他们活到这一点的时间长短并不重要。

那么，为什么我们只找到两个，当我们的研究足够大以发现任何这样的变异时，如果在人群中常见?一种可能性是，几乎从未出现过只会危及生命后期生存的突变。虽然这是可能的，但基因组是一个很大的地方，所以这似乎不太可能。

另一个有趣的可能性是，如果自然选择具有足够大的效果，则自然选择可以防止即使是晚期变异变体在群体中通过自然选择变得普遍。为什么会这样?首先，男人可以养老年孩子。即使他们中只有一小部分这样做，也可能足以让选择的进化适应成本作用。超过生殖年龄的生存也可能有利于携带相同突变的相关个体的生存，最直接的是儿童。换句话说，幸存过去典型的生育年龄毕竟可能对人类有益。

你的突变会影响你的生存

除了一次检查一个突变外，我们还有兴趣考虑已经显示出影响相同特征的一组突变，并且可能对个体的存活产生非常微妙的影响。例如，研究人员已经确定了大约700种影响身高的常见突变，每种突变只贡献毫米。为此，我们考虑了数以百计的突变，这些突变形成了42个特征之​​一的变异。

我们发现遗传突变与许多疾病和代谢特征有关，降低了存活率：遗传倾向于具有更高总胆固醇，低密度脂蛋白胆固醇，心脏病风险，BMI，哮喘风险或低HDL胆固醇的个体往往会更年轻相对于其它的。

也许更令人惊讶的是，我们发现携带突变的人可以延迟青春期或他们生育第一个孩子的年龄。从流行病学研究中已知，青春期早期与生命后期的不良反应相关，如癌症和肥胖。我们的结果表明，其中一些影响可能是由于遗传因素造成的。

因此，人类携带影响其生存的常见突变，并且在一些现代环境中，自然选择似乎至少在一个子集上起作用。但在一种情况下，坏事可能不会在另一种情况下;作为一个例子，CHRNA3变体具有影响，因为人们吸烟。然而，这些都是早期的，我们的研究结果只是第一次看到数百万基因组可以很快收集到的内容，并结合家谱记录。在未来的工作中，重要的是不仅要研究生命周期，还要研究个人离开的儿童和孙子女的数量，以及全世界的人口和环境。