疟疾如何改变人类历史的走向,蚊虫叮咬出的多
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原标题:【量化历史研究】蚊虫叮咬出的多民族大洲:疟疾对民族多样性的影响

作者:郑子宁 现在的疟疾对奎宁也产生了抗药性,奎宁已经不适合作为药物使用。从这点上说,屠呦呦女士主导的青蒿素研究,确实是居功甚伟。

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2015年10月5日,中国药学家屠呦呦女士荣获诺贝尔生理学或医学奖,她之所以获奖是因为受到传统中医的启发,在青蒿素的发现及其应用于治疗疟疾方面所作出的杰出贡献。对于大多数中国人而言,疟疾似乎已经和日常生活没有多大联系,近年来中国疟疾发病率已经达到极低的水平。对于很多年轻人来说,疟疾好像纯粹是书本上的一种物事了,缺乏对其可怕程度的感性认识。但是历史上,疟疾则是最为流行而凶险的传染病之一,甚至在很大程度上改变了人类历史的演进方向。四川大学华西第二医院小儿科肖侠明

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英王亨利八世因患疟疾而嗜杀?疟疾是一种由单细胞原生动物疟原虫引发的疾病。生物学上的疟原虫属包含数种疟原虫,其中四五种比较容易感染人类引发疟疾。疟原虫在通过疟蚊叮咬进入人体后,即可以通过循环系统进入肝脏。在肝脏中,疟原虫进行无性生殖,感染大量血液细胞,并在血液细胞内部繁殖从而导致血液细胞破裂死亡。这也是为什么疟疾发作时人会周期性发热――发热时也正是疟原虫从红细胞中释放之时。今天谈到疟疾,大多数人会认为这是一种流行于热带的疾病。的确,目前疟疾的主要流行区域在撒哈拉沙漠以南的非洲。全球每年2亿人染上疟疾,漠南非洲的案例占据相当大的比重,除了非洲外,印度、东南亚、中美洲也是重灾区,这些地方都天气炎热。而因疟疾而死的人(估算从40多万-100多万不等)中甚至85%-90%生活于非洲。与之相比,西欧每年病例不过10000起,美国更是不足2000起。

非洲民族分布地图

但历史上, 疟疾的分布范围则比现代要广得多。作为一种疾病,疟疾很早就为人所观察。但到底是什么导致了疟疾,疟疾又是如何传播的?这在古代可是一个大难题,乃至出了种种谬传。英文中疟疾被称为malaria,即意大利语“坏空气”的意思,古罗马人认为疟疾是沼泽地散发出的浊气引发的,概念大概和中国所谓的瘴气差不多。不但南欧地中海沿岸疟疾肆虐,就连欧洲西北部地区也有疟疾的踪影,甚至连大西洋上的英国也长期受到疟疾困扰,不过当时的英国人并不是特别清楚疟疾到底是什么,他们用来自古法语的ague来表示这种来得快、让人捉摸不透的热病。当然,对于英国人来说,疟疾的危害不光在于损害人健康,而且还会间接让人掉脑袋。都铎王朝国王亨利八世以嗜杀老婆出名,当然实际上他不光爱杀老婆,他大概是纯粹喜欢杀人――在亨利八世统治时期全英格兰有57000到72000人不幸掉了脑袋,这是个相当惊人的数字。16世纪早期英格兰正从之前两个世纪的人口大滑坡中恢复,全英格兰人口也不过200余万,也就是说亨利八世治下超过2%的臣民被处决。亨利八世之所以如此嗜杀,据说和糟糕的健康状况脱不开干系――他长期受各种疾病如偏头痛、溃疡等困扰,而从30岁起,他染上了反复发作的慢性疟疾。在受病痛侵扰时杀掉几个人消消气无疑是个只有国王才能享受的特殊安慰治疗法。而在东方,疟疾也是常见病。中国人对疟疾有着种种形象的描述,如打摆子、发寒热,都是描述疟疾来袭时寒热不定,令人无所适从的场景。和西方类似,中国疟疾分布范围一度也相当广,本就是“瘴疠之地”的岭南自不用说。“江南卑湿,丈夫早夭”几乎可以肯定也少不了疟疾的贡献,甚至连北方地区也是疟疾的肆虐之地。当时疟疾流行之广可以在语言上看出――罹患疟疾在北方也被称作发疟子,此处的疟读音为yào,这个发音反映的正是宋元以来河北地区的口语读音,而nüè音则是来自南方的读书音。一般来说,只有口语中常用的字其口语音才会保留下来。可以看出,疟疾在当时的中国北方也是广泛流行。由于对疟疾的病原和传播途径缺乏了解,古人对疟疾的治疗方法也是相当碰运气。中国的老祖宗们运气比较好碰上了真有疗效的青蒿。英国人则一度用罂粟生产鸦片以及听上去非常黑暗料理的鸦片啤酒来抗疟。以今天的医学眼光来看,吃鸦片抗疟疾约摸是不会有太好下场的……

民族由具有相似遗传特征的个体组成,这些个体有共同的语言、文化及族群认同。尽管近年越来越多的学者关注民族多样性在国家、地区和个人层面对政治和经济发展产生的作用,探讨民族多样性根源的文章却并不多见。非洲是研究民族多样性的极好素材。该大洲分布着500多个民族,民族成分相当复杂,跨界民族非常多,且民族问题影响十分深远——直至今日非洲的民族问题仍然尖锐,流血冲突不断,使得经济发展很难跟上。因此,了解民族多样性在非洲的起源对探究民族问题的长期社会政治经济影响是非常关键的。

殖民非洲的绊脚石打开世界地图,可以发现一个非常奇怪的现象:欧洲人从15世纪发现美洲新大陆开始迅速对美洲进行殖民,但是对近在咫尺的非洲,欧洲人的殖民则要晚得多,一直到19世纪才大范围展开。更加有意思的是,与美洲大陆已经是欧裔人口为主的状况不同,非洲大陆绝大多数地区就算曾经当过欧洲殖民地,欧裔人口也相当有限,只在南方的南非、纳米比亚等地才稍成气候。为什么欧洲人放着家门口的非洲不去殖民,反倒宁可去美洲呢?当然是疟疾在作怪。前面已经说到,由于对疟疾认识不清,欧洲人长期没有有效的治疗疟疾方法。而非洲大陆又是疟疾的发源地,疟疾在此特别流行。在漠南非洲很多地方,疟疾甚至终年流行,赞比亚西北省五岁以下儿童每千人每年有1353例疟疾病例,即有不少儿童每年会多次感染疟疾。直到1870年,欧洲人才控制了非洲大陆的10%,而且殖民地局限于沿海地区,至于非洲内陆地区,则靠着疟疾的保护尚未被欧洲人染指。欧洲人真正获得靠谱的疟疾药物还是得等到发现美洲以后,西班牙耶稣会传教士发现秘鲁的美洲土著用当地一种叫金鸡纳树的植物的树皮来治疗高烧时发冷打摆的症状。传教士们效仿土著,拿金鸡纳树皮去治疗也有打摆症状的疟疾,结果居然误打误撞,这种植物里面含的奎宁还真能治疗疟疾。而提纯奎宁用以医治疟疾则是19世纪的事情了。有了药物级的奎宁,欧洲人才打开了非洲内陆的大门,从而在很短时间内控制了几乎全非。改变人类进化方向既然非洲的疟疾如此恐怖,那么长期居住于此的非洲人又是怎么避免全民染疟身亡的惨景呢?那是因为非洲人的基因已经被疟疾深深改造过了,疟疾在一定程度上改变了人类进化的方向。地中海地区流行一种奇怪的贫血症。如果在显微镜下观察这种贫血的患者血液中的红细胞,即可发现他们的红细胞呈现镰刀状。这种疾病被称作地中海贫血病或镰刀型红血球疾病。这种形状特异的红细胞可不光是形状怪,在功能上也不能与正常的红细胞同日而语。它不但使血液输送氧气的能力变弱,而且由于形状怪异经常会堵塞各种大大小小的血管,在极端情况下甚至会引发组织坏死,如充满小血管的脾脏就容易受到病变红细胞的影响发生梗塞,并由此引发血红蛋白含量急剧降低,导致生命危险。镰刀型红血球疾病是由在第十一对染色体上的一个基因突变引发。按照道理,如此害人的基因突变在长期进化过程中应该是被淘汰的对象。但是事实却与道理大大不符:这个基因突变在撒哈拉以南非洲、印度、地中海地区相当普遍,势力强大。所谓地中海贫血症之名反而是说低了这种疾病的分布――地中海地区属于西方世界,进入文明也早,为西方医学所熟悉,此病因此得名。假设先人们知道这种病分布这么广泛,恐怕要改命名为热带贫血症了。进化的力量为什么没能淘汰掉这种变异基因呢?导致镰刀型红血球疾病的突变是一个常染色体隐性突变,即只有来自父母双方的基因都发生突变时,才会引发严重的镰刀型红血球疾病。而对于携带了一条镰刀型红血球疾病基因的人来说,虽然他们血液内的红细胞有不少镰刀型的变异细胞,但是正常红细胞的数量仍然可以满足人在一般条件下的生理需求,只是在缺氧环境下如高海拔地区或重度脱水时会比较困难。因此,对于这些携带者而言,这个基因突变带来的负面影响相当有限。不过如果仅此而已的话,有限的负面影响也是负面影响,也可能会影响求偶成功留下后代的概率――试想一下一个爬爬山就喘得死去活来的林妹妹式的人物在《红楼梦》外的现实世界是否真就那么受人欢迎?但是镰刀型红血球疾病纵有千般万般不好,有一点好处却足以让这个基因突变笑傲江湖乃至广泛传播――它能抗疟疾。病变的红细胞不光是氧气不爱,疟原虫也不爱。变异的血红蛋白不但难以消化,而且含这种血红蛋白的红细胞相当脆弱,很容易在疟原虫成功繁殖前就自动破裂,致使繁殖失败。因此,携带有一个突变基因和一个正常基因的人对于疟疾的抵抗力比正常人要大,在疟疾肆虐的漠南非洲、印度、地中海等地,这无疑给他们的人生上了一重保险,让他们有更大的几率活到繁殖年龄并留下后代,而不是年纪轻轻就不幸因为疟疾发作而死于非命。虽然携带突变基因意味着后代可能会成为镰刀型红血球疾病患者,进而严重影响繁殖后代的成功率,但由于疟疾是个如此强大的选择压力,这点代价不足以完全抵消携带者的生存优势。在长期自然选择下,也就无怪乎这种恶病至今尚未被淘汰,反而在疟疾流行地区欣欣向荣了。在西非,镰刀型红血球疾病发病率可高达4%,但在主要来自西非的美国黑人中发病率就只有0.25%。除了美国黑人混血程度远高于非洲原乡外,美国基本不存在大规模疟疾疫情,导致突变基因优势丧失也是一大原因。人类历史上,如疟疾这样可以对历史进程产生如此重大影响的疾病实属罕见。所幸现代医学的发展使得人类对疟疾的认识愈加提升。人们从改善环境、消灭疟蚊、治疗疟疾等多种角度出发,疟疾在大多数非热带国家已经不具备再次流行的能力了。但在非洲,疟疾仍然是一大杀手,而现在的疟疾对奎宁也产生了抗药性,奎宁已经不适合作为药物使用。从这点上说,屠呦呦女士主导的青蒿素研究,确实是居功甚伟。

Cervellati 等三位学者的工作论文“Bite and Divide:Ancestral Exposure to Malaria and the Emergence and Persistence of Ethnic Diversity in Africa”正是从流行病学角度研究了非洲种族多样性的起源。他们提出了一个有趣的观点:由于严格控制聚居人数或限制迁移能够有效限制病原体的传播,疟疾疫情频繁的地区更容易产生倡导行为隔离的社会准则,许多规模小、在地理上隔离且封闭的民族应运而生。此外在疟疾肆虐的地方,同族婚姻率会更高。这是由于某些基因遗传病(如地中海贫血和镰刀型贫血)可以使人对疟疾的抵抗力增强,而同族通婚能有效地保证抗疟疾的免疫基因不被稀释,提高族群在疟疾下的存活率。

民族分布的历史数据来自苏联民族志学者团队在1960年初编写的民族地图集及其电子版民族地理参考(GREG)数据库。本文的分析单位为1x1经纬度的网格。作者使用每网格内的平均民族占地面积作为民族多样性的代理变量——平均占地越少,说明该网格内的单个民族规模越小,民族总数越多。疟疾的数据来源于Kiszewski等人2004年创建的利用当地地理气候条件和蚊子的生物学特征建立的预测疟疾的指标,作者称其为“疟疾稳定性”指数。

图一左图展示了各网格的平均民族规模,右图则展示了疟疾稳定性在各网格的均值,从图中不难看出两者存在负相关关系。回归结果进一步证明了长期暴露于疟疾与否对当地民族的规模起到了关键作用。当回归中加入地理和气候变量,包括地形坡度和生产方式等变量后,这一结果仍然稳健。

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图一 平均民族规模(左)及疟疾稳定性(右)

疟疾稳定性指标捕捉了各地在长时间内发生疟疾的可能性,是一个预测值。作者也使用了历史上实际发生的病原体的传播情况——1900年非洲人群的疟疾患病率作为疟疾的代理变量。为进一步找出疟疾是通过何种渠道对民族规模产生影响,作者使用血液样本中达菲抗原(前殖民时期应对疟疾病原体的一种免疫基因)出现频率作为因变量进行分析。两者关系如图二所示,1900年的疟疾疫情与疟疾免疫基因的传播有正相关关系。这一结果佐证了民族文化和基因选择在“疟疾——民族多样性”这一连接中的中介作用。

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图二 1900年疟疾疫情(左)和达菲抗原(右)

接着,作者使用与非洲同纬度的美洲(如图三)做了一个反事实检验。一方面,美洲的生物气候条件同样适宜疟疾的传播,因此自变量“疟疾稳定度”的地区分布也与非洲相似;另一方面,在欧洲殖民前美洲实际并没有疟疾的病原体。这使得殖民前的疟疾稳定度对美洲民族的形成应该没有影响。回归结果证实了这一点,进一步排除掉了地理隔离(如地形)和生产方式可能的中介作用。

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图三 Murdock地图集:非洲和美洲的民族分布

最后,作者探究了长期疟疾暴露的持续性影响——看因疟疾而生的行为隔离和民族认同感是否持续至今。使用DHS调查数据以及居住在外族的移民的信息,文章发现在疟疾频繁的地区,多民族群体往往是独立的,并且与外族几乎没有融合。图四以尼日利亚和喀麦隆为例,发现疟疾对于今天的同族婚姻率有持续影响。这进一步表明了历史疟疾之所以对今天仍有影响,是因为它加强了民族认同感以及同族婚姻的民族文化。

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图四 尼日利亚和喀麦隆的同族婚姻率(左)和疟疾稳定性(右)

本文通过数量方法证实了由流行病学家和人类学家提出的一系列观点,确认了疟疾在社会准则及文化形成中的关键作用。这些准则在很长的一段时间内限制了非洲民族间的民间交往和商贸往来,甚至可能是造成当今民族冲突的罪魁祸首。

文献来源: Matteo Cervellati, Giorgio Chiovelli, Elena Esposito. Bite and Divide: Ancestral Exposure to Malaria and the Emergence and Persistence of Ethnic Diversity in Africa. Working paper 2017.

轮值主编:熊金武 责任编辑:彭雪梅返回搜狐,查看更多

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