血型之谜:为何人类拥有不同血型?科学家仍在争论答案Why Do We Have Blood Types? Hint: Scientists Are Still Debating The Answer

环球医讯 / 健康研究来源:www.forbes.com美国 - 英语2026-05-14 08:27:29 - 阅读时长7分钟 - 3099字
本文深入探讨人类血型多样性的进化起源与意义,揭示ABO血型系统已有2000万年历史,是跨物种多态性的罕见例证。科学家提出病原体驱动选择与中性进化两种理论解释血型持续存在,表明多样性本身就是进化的优势策略,为人类提供了面对病原体威胁的生物保障。研究表明血型不仅影响输血兼容性,还与心血管疾病、感染及某些癌症易感性相关联,这种古老的遗传特征展示了自然选择倾向于保存多种可能性而非追求单一"最佳"解决方案的智慧,体现了生物多样性的关键价值。
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血型之谜:为何人类拥有不同血型?科学家仍在争论答案

[图片说明:血型蕴含的历史比你想象的更为悠久,且并非始于人类。根据研究,我们对血型有以下了解。]

大多数人认为血型纯粹是一个医学问题。毕竟,似乎只有在医院和献血卡上才会涉及。但当我们停下来思考血型的多样性——有些常见,有些罕见——一个自然的问题便产生了:这些差异为何存在?为何进化没有产生单一的、普遍适用的血型?

在人类进化中,这种情况很常见,答案既不简单也不单一。血型是由作用于数千万年的力量塑造的,使其处于免疫学、遗传学和进化生物学的交汇点。

我们现在知道,血型最初是细胞表面微妙的分子变异。从那以后,它们成为了进化几乎总是倾向于多样性而非完美的一个显著例子。

血型的"目的"是什么?

质疑血型的"目的"可能会将意图强加于进化本身并不存在的地方。话虽如此,研究者的共识是这些分子差异并非任意的。

在2015年发表在《临床化学学报》(Clinical Chimica Acta)上的一篇综述中,研究人员检查了ABO血型系统生物学作用,发现其影响远远超出了输血兼容性的范畴。定义血型的抗原(红细胞表面的小碳水化合物结构)也在整个身体中表达,如上皮组织和体液中。

这意味着我们的血型尽管名为"血"型,但并不局限于血液。它们构成了人体与其环境之间更广泛生物界面的一部分。

这些抗原区分了四种主要血型:

  • A型,携带A抗原
  • B型,携带B抗原
  • AB型,同时携带两种抗原
  • O型,不携带任何抗原

这些抗原还与Rh因子(阳性和阴性)配对,进一步区分了血型。然而,ABO系统在进化上最为重要。

全球范围内,这些血型分布并不均匀。O型是全球最常见的血型,而AB型始终是最稀有的。Rh阴性血型也相对少见,相比Rh阳性血型。

最重要的是,这些抗原可以塑造细胞如何相互作用,尤其是与病原体的相互作用。正如2015年的研究强调的,ABO血型与一系列疾病的易感性相关联,包括心血管疾病、感染甚至某些癌症。这些联系的存在表明血型抗原参与了炎症、细胞粘附和免疫识别等过程。

因此,尽管你的血型在工程意义上没有"目的",但它仍然是你身体前线防御系统的一部分,影响你如何应对生物威胁。这些不同群体在时间长河中得以延续的事实暗示它们在做着重要的事情,即使这种角色是分散的且依赖于情境。

血型拥有2000万年的历史遗产

长期以来,科学家认为我们在人类中看到的血型多样性出现相对较晚:在我们的进化谱系中,与黑猩猩分道扬镳之后的某个时间点。但在过去的二十年里,基因和古遗传学研究彻底改变了这一假设。实际上,我们的血型比我们最初认为的有着更古老、更复杂的历史。

一个关键证据来自2008年发表在《BMC进化生物学》(BMC Evolutionary Biology)上的一项研究,该研究分析了在西班牙埃尔西德龙(El Sidrón)遗址发现的尼安德特人遗骸中提取的DNA。经过仔细筛选以避免现代污染,研究人员发现这些样本包含与O血型相关的诊断性基因缺失。

这意味着尼安德特人携带了与当今许多人相同的ABO变异体之一。这将O等位基因的起源推回到现代人类与尼安德特人分化的时期之前,大约50万至70万年前。更重要的是,这告诉我们塑造血型变异的力量在我们这个物种出现之前就已开始运作。

这一发现本身就令人震惊——直到2012年发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项研究极大地扩展了这一时间线。起初,研究人员无法确定现代ABO血型是源于共同祖先还是通过趋同进化独立产生的。

为了测试这一点,研究人员比较了人类、长臂猿(类人猿科 Hylobatidae)和旧世界猴子(猴科 Cercopithecidae)的ABO基因变异。结果表明,构成A型和B型血型基础的相同基因差异在这些远亲物种中共享。也就是说,它们不可能是独立进化的;它们都是从一个共同祖先继承而来的。

这表明A型和B型变异是跨物种多态性的一部分:一种罕见的进化现象,即多个基因变异在物种形成事件中持续存在,并通过数百万年的分歧被传递下来。就血型而言,研究人员估计这种多态性至少可以追溯到惊人的2000万年前——远早于人类甚至类人猿。

综合这两项研究,我们了解到血型变异的一些方面(如O等位基因)是在进化历史的后期出现的,是在人类谱系及其近亲中。而A型和B型变异则可以追溯到数千万年前,作为深度保守基因系统的一部分,跨越物种边界。

令人谦卑的是:像你的血型这样平凡的东西,实际上是进化历史的一个古老片段,被我们今天甚至无法想象的压力塑造和保存。

两种竞争理论:为何血型持续存在?

上述研究表明,血型多样性既古老又经过精心维护。许多人可能会有的下一个自然问题是:是什么进化力量使这样一个复杂系统得以发展?

在2004年发表在《皇家学会学报B》(Proceedings of the Royal Society B)的一项开创性研究中,研究人员探讨了ABO血型持续存在的两个主要理论,这两个理论都根植于人体如何与环境互动。

1. 病原体驱动的血型选择

第一个也是得到最广泛支持的理论是血型由传染病塑造。在此框架下,不同的血型抗原改变病原体附着和侵入宿主细胞的方式。

某些微生物可能利用特定抗原作为进入点,使具有某些血型的个体更容易受到感染;而其他微生物可能被这些相同结构阻挡,从而提供抵抗力。取决于环境中最普遍的病原体,这将创造一个不断变化的组织血型格局,既有优势也有劣势。

2004年的研究模拟了这些相互作用如何在种群中维持多种血型。如果病原体适应于针对最常见的血型,具有稀有血型的个体将获得生存优势。而当这些稀有血型变得更为普遍时,平衡再次转移。结果就像宿主和病原体之间的基因"军备竞赛"。

2. 血型的中性进化

第二个理论更为保守:血型变异可能主要通过中性过程(如遗传漂变)持续存在,作用于其上的选择压力很弱。

这一假设将ABO多态性描述为既非明显有利也非明显不利。相反,它认为这些群体在种群中持续存在,仅仅是因为它们对生存或繁殖没有显著损害。偶尔的选择压力,可能与特定疾病相关,可能会推动频率上下波动。但在这一框架下,这不足以完全消除变异。

2004年研究的作者认为,尽管中性过程可能起到一定作用,但它们不太可能完全解释ABO多样性惊人的稳定性和全球分布。在不同种群甚至不同物种中观察到的模式暗示了比漂变更具结构化的东西。

血型多样性的进化优势

两种理论都指向进化生物学中常见的一个更广泛原则:自然选择往往倾向于多样性本身。

种群内多种血型的存在为我们提供了一种针对不确定性的生物保障。当病原体快速进化且环境不可预测地变化时,一致性可能成为负担。也就是说,如果我们每个人都拥有完全相同的生物特征,只需一种适应良好的病原体就可能给人类带来灾难性后果。

但多样性意味着我们对这些病原体的易感性存在变异性。尽管某些个体可能仍易受某种疾病的感染,但其他人则具有抵抗力。这确保了即使在广泛感染的情况下,也至少有一部分人口能够存活——更重要的是,继续传递他们的基因。

这与进化生物学家所称的平衡选择相一致:一种在种群中维持多个基因变异的过程,因为每个变异在不同条件下都有其自身的优势。

从这个意义上说,血型是我们依赖的生存策略组合,分布在各个个体中。进化不是一种产生"最佳"可能特征的过程;有时,保留多种可能性更有意义。因为未来是不确定的,灵活性本身就成为了一种适应性。

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