biokiwi，用生命科学的角度看世界，欢迎关注微信公众号biokiwi！ 阅读原文 一方面藏族的肺功能和心血管功能更加适应于高原：更大的肺容量吸收更多的氧气，更快的泵血让氧气更快到达身体各个位置，进而让身体能得到足够的氧气供给。 另一方面则在于血红蛋白。氧气需要血液里的血红蛋白和红细胞来运输，但是这个运输并不是越多越好，如果血红蛋白和红细胞数量太多，反而会让血液变稠，运输氧气的效率反而会下降。这就好比十一长假的景区，因为游客人太多全部挤在一起，景区的游客人流量反而会下降，是类似的道理。 想象一下血管里的红细胞的拥挤程度（图为右心房） | 图源：工作细胞 而藏族就适应出了一套独特的应对方式——「钝化反应」。 研究发现在同样高海拔的环境下，藏族的血红蛋白浓度相比于汉族更低，而且随着海拔的升高，藏族的血红蛋白浓度增长更慢，这就是藏族对此的一种适应，避免过多的血红蛋白「堵住」血管，来提高氧气的输送效率。 随着海拔（Altitude）的升高，可以发现藏族人群（Tibetan）的血红蛋白（Hb）增幅和差异都不会太大，并且还会有激素导致的性别差异 | 图源：Wu T, et al. Journal of applied physiology 这其中的关键，是一个叫做 EPAS1 的基因：它会在氧气浓度低的时候发挥作用，刺激体内的血红蛋白和红细胞增多。而藏族的 EPAS1 基因和汉族人相比就有一个适应性的改变——通过降低 EPAS1 基因的表达，进而减弱这个过程，减缓了血红蛋白的大量产生。 除了这些，藏族和和汉族人群的差异还有很多。而其中存在的遗传和进化问题，仍等待着科学家进一步的探究。 目前已知的藏族适应高原的身体特征 | 图源：和耀喜 其实除了在青藏高原的藏族，世界上还有另外两处高原生活着上千万人——安第斯山脉和埃塞俄比亚高原。但是这两个地方的人们并没有藏族那样的「钝化反应」，而是有着完全不一样的适应方式： 安第斯山脉的原住民体内血红蛋白浓度更高，同时血红蛋白携带氧气的能力也更强，换句话说，同样多的血液，他们的血液带有的氧气会更多，这也就提高了运输氧气的效率； 相比之下，埃塞尔比亚既没有那么高的血红蛋白浓度，也没有藏族的 EPAS1 基因突变，很可能是利用另外一种尚未确定的高原适应方式。 安第斯山脉的盖丘亚族 | 图源：Wikipedia 这就好像大自然在地球上做了一个「实验」：同样的一种环境（高海拔气候），不同的人登上去后，却产生了完全不同的适应方式，生物学上叫做「趋同进化」。 对于其他生物，高原上类似的例子还有很多，比如： 鱼类会降低自己的代谢速率，减少需氧量来适应缺氧的高原气候； 安第斯叶耳鼠会食用更多的碳水化合物提供能量，并且提高心脏的供氧能力； 鹿鼠会更高效地利用脂肪，来提高能量的利用效率，以适应寒冷；并改变血红蛋白的结构来提高对氧的运输效率； 牦牛有着更大的心脏和肺，并且多个基因改变来适应高原； 鸟类则是在已有的高效呼吸系统的基础上，演化出了更为强悍的心脏来泵血…… 生活在 4200 米海拔的喜马拉雅鼠兔 | 图源：Patrick Diez 自然选择让不同的生物有了自己独特的「活法」。 面对大自然生存这样一个难题，其实没有一个标准答案，每一个生物都可以活出属于自己的精彩，也有着自己适应的特点。 参考资料 Butaric L N, Klocke R P. Nasal variation in relation to high‐altitude adaptations among Tibetans and Andeans[J]. American Journal of Human Biology, 2018, 30(3): e23104. Deng L, Xu S. Adaptation of human skin color in various populations[J]. Hereditas, 2018, 155(1): 1. Wu T, Kayser B. High altitude adaptation in Tibetans[J]. High Altitude Medicine & Biology, 2006, 7(3): 193-208. Wu T, Wang X, Wei C, et al. Hemoglobin levels in Qinghai-Tibet: different effects of gender for Tibetans vs. Han[J]. Journal of applied physiology, 2005. Beall C M. Andean, Tibetan, and Ethiopian patterns of adaptation to high-altitude hypoxia[J]. Integrative and comparative biology, 2006, 46(1): 18-24. 和耀喜. 藏族人群高原低氧适应的表型与遗传机制研究[D]. 中国科学院昆明动物研究所, 2019. 阅读原文
