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滅亡萬年的尼安德塔人,他們的DNA仍影響著現代人?

寒波_96
・2017/10/24 ・3865字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 574 ・九年級

本篇建議搭配《我們都有尼安德塔人的血統,但你知道你有多尼安德塔嗎?》一同閱讀,風味更尼安德塔喔!

更認識尼安德塔人,也能更加認識現代人。修改自:Ryan Somma@Flickr

尼安德塔人仍在影響現代人

如今非洲以外的人類,每個人的基因組都有約 2% 左右源於尼安德塔人。近來多項研究指出,這些來自遠古混血的 DNA,仍在對現代人產生各種影響。[1][2][3]

尼安德塔人下台這麼久,還是一直發揮在實質影響力!圖/取自 ref 3

要如何得知尼安德塔 DNA 的作用?這需要大規模的比較。每個人基因組中來自尼安德塔混血的 DNA,總量相去不多,不過不同人的位置有異;基因組上同一個位置,有些人配備混血而來的尼安德塔版本,有些人則繼承自直系智人祖先。

藉由比較不同性狀特徵的人(例如高矮、胖瘦、有沒有糖尿病、心臟病、高血壓),DNA 配備智人祖先,或是尼安德塔版本的差異,可以藉此計算關聯性,研究幾萬年前與尼安德塔人混血,對現代人各種性狀的影響。最近發表的一篇論文,以取自阿爾泰,高品質的尼安德塔基因組為比較對象 [4],做了十分詳盡的分析。[5]

研究尼安德塔混血對現代人性狀的影響,如此大規模的關聯性分析,樣本數目是很重要的,加入統計的樣本數愈多,通常愈能降低誤判的機率。此一新研究因此選擇新近建構,記錄大量英國人遺傳訊息的資料庫「UK Biobank」,篩選後仍有高達 112,338 位英國人用於分析;該資料庫另一個好處是,有完善的性狀記錄,最後有 136 項被用於比較。

每個人的基因組之間都大同小異,那些小小的差異中,有些源自尼安德塔混血,論文稱作「aSNPs(archaic single nucleotide polymorphisms)」。此次在統計上偵測到有差異的性狀中,超過一半與皮膚、毛髮有關,與之前的認知符合,不過靠著更詳細的資料庫,這回能執行更進階的分析。

英國人受尼安德塔 DNA 影響的性狀中,有許多與膚色和皮膚有關。圖/取自 ref 5

尼安德塔 DNA 具體上怎麼影響現代人?這是十分複雜的問題。一如現代人間的差異千變萬化,尼安德塔人彼此的差別,也很可能不會是鐵板一塊,帶給現代人的影響,又更難評估了。

被影響的有:頭髮、膚色、時型……

以髮色為例,很多疑似與紅髮有關的 aSNP,位於已知會影響現代人髮色的 MC1R 基因附近;之前研究過的 2 位尼安德塔人,MC1R 上的一個變異,也會造成紅髮的性狀 [6];然而這樣的基因變異,卻不存在於其他尼安德塔人,包括這回分析的阿爾泰基因組。因此,也許來自尼安德塔人的 DNA,的確曾經影響現代人的髮色,創造過史前櫻木花道,只是紅毛尼安德塔人佔全體族群的比例並不高。

知名的紅毛智人代表:櫻木花道。圖/取自 蘋果日報

對膚色的影響也很微妙。一般說法是,尼安德塔人長居歐洲,陽光與紫外線的曝曬比非洲少,而較淡的膚色有助於吸收紫外線,製造更多維生素 D,因此對生存有利。所以當離開非洲的智人獲得尼安德塔 DNA 以後,那些使得膚色變淡的遺傳變異,容易在前進歐亞大陸北方的智人族群中成為主流,助其適應新環境。

這回確實偵測到許多 aSNP,和歐洲人的膚色變淡有關,不過有趣的是,卻也有一些與 BNC2 基因有關的 aSNP,效果是讓膚色變深。綜合來看,尼安德塔人的外貌應該不會只有一種樣貌,而是如現代人般有各種變化與組合。光憑有限的 DNA 資訊,要預測「尼安德塔人」的膚色、頭髮等外貌特徵,並不容易。

尼安德塔人生存的歐洲,日照模式與非洲不同,在膚色以外,另一個或許與此有關的特徵是時型(chronotype),也就是與晝夜節律、睡眠狀況有關的生理型態。這回找到最明顯的例子是 ASB1 基因,在緯度較高地區的現代人族群,配備尼安德塔版的比例也明顯較多。然而,ASB1 與日照,以及睡眠等相關行為表現,之間確實的關係目前仍不明朗。

ASB1 基因在各地智人族群的分佈狀態,黃色是繼承自智人祖先的版本,藍色是源自尼安德塔混血的版本。大致看來,緯度較高的地區,配備尼安德塔版本的比例也比較高。圖/取自 ref 5

尼安德塔 DNA 的實質影響力有多強?

由以上訊息我們知道,源自尼安德塔人的 DNA,確實會影響現代人,不過影響並不是有或沒有而已,還有程度高低之別;在智人基因組中,那 2% 左右的尼安德塔 DNA,造成的影響力有多少?

用於比較的 136 個性狀中,高達 130 個沒有顯著性差異,也就是說,源自智人祖先與尼安德塔人的 DNA,影響力各自符合其所占比例。剩下的 6 個中,有 2 個是尼安德塔 DNA 的影響力不如智人:容易曬黑(ease of skin tanning)、豬肉攝取(pork intake……?!論文沒有解釋)。

其餘 4 個尼安德塔 DNA 影響力超過智人的性狀,都與行為有關。影響睡眠型態的時型(chronotype)、影響心理狀態的寂寞(loneliness or isolation)、長達兩週缺乏熱情(frequency of unenthusiasm or disinterest in the last 2 weeks),以及是否抽煙(smoking status)。

某些尼安德塔 DNA,似乎與現代化社會中,智人沮喪的心理狀態有關。source:Pixabay

以上分析讓我們知道,幾萬年前與尼安德塔人的遠古混血,影響了現代英國人的許多特徵,像是皮膚狀態、膚色、髮色、心理等等。而藉由探討尼安德塔 DNA 與現代人特徵的關係,也能反過來間接推測,不同的尼安德塔人,個體之間應該存在許多差異,如現代人一般,他們也有多變的膚色、髮色等外貌性狀。

相關未必等於因果,基因型與表現型關聯不能過度解讀

看待這類研究,至少還有幾件事該有概念。首先,以上都是相關性的分析,兩件事之間相關,未必等於也有因果關係。基因型與表現型之間的關係十分複雜,光靠 DNA 無法證實什麼,一定還要有其他輔助實驗,才能釐清基因型如何影響表現型;知道確實的作用機制,才有機會建立因果關係。

再來,同樣的基因型,在不一樣的環境,受到不同的外在力量影響,造成的結果也常常不同。此一研究的相關性是建立於:源自尼安德塔人的少量 DNA,在現代英國族群的基因組中,受到英國當下環境的影響。不能直接應用於其他時空背景,如古代的英國,或是現在的台灣人。

反過來說,這些分析都是研究,少量處於智人基因組中的尼安德塔 DNA,對智人有什麼影響,至於它們對尼安德塔人自己的效果,或許和對智人的影響會很不一樣,這方面仍有太多未解之謎。至少我們不能直接用這些基因型,對智人性狀的影響,預測它們在尼安德塔人身上的表現。

這回也有分析尼安德塔 DNA 是否與英國人喝茶、喝咖啡有關,結果是沒有。圖/取自 這裡

最後,所有研究都有取樣的限制或偏差,偵測尼安德塔 DNA 對智人是否影響更是如此。這回論文分析了 136 個性狀,那麼我們知道的就是這 136 個性狀,在本次研究脈絡中的情形(比方說,尼安德塔 DNA 與喝咖啡、喝茶都無關),其他通通不知道(例如不在 136 個項目中的:會不會做瑜伽、打籃球)。

除此之外,論文也提到,這回找到的某些性狀,像是心理灰暗、抽煙,其他研究也有發現 [7] [8],卻也有些不一致之處,如之前研究偵測到的肥胖,這次卻沒有 [9]。差異或許是統計採取的標準不一所致,也有可能是由於樣本本身的差異造成-接受醫療治療與否,造成性狀的改變,進而影響到關聯性的偵測。

這是很容易想像的:分析一群病人,或是分析一群沒病的人,結果勢必大不相同。假如只著重於遺傳變異和疾病的關聯性,也不會有機會得知尼安德塔 DNA,與髮色之類和疾病無關的特徵,之間會有牽連。

智人的未來

另一方面,也有愈來愈多古代 DNA 被定序成功,例如新近發表,來自文迪亞,不但是第二個高品質的尼安德塔基因組 [10],親緣上也更接近與智人祖先混血的尼安德塔人,想必能帶來更多線索。

更多遺傳資訊、更好的分析方法,都能讓我們更加認識尼安德塔人,這種已經滅亡好幾萬年,其 DNA 卻仍繼續發揮實質影響力的智人近親。不過研究尼安德塔人,能對我們產生的更大意義,也許從來都是更進步的觀念、更宏觀的視野-克服狹隘的舊有偏見,總是能帶領智人,更上一層樓。

延伸閱讀:

參考文獻:

  1. Nédélec, Y., Sanz, J., Baharian, G., Szpiech, Z. A., Pacis, A., Dumaine, A., … & Sabourin, A. P. (2016). Genetic ancestry and natural selection drive population differences in immune responses to pathogens. Cell, 167(3), 657-669.
  2. Quach, H., Rotival, M., Pothlichet, J., Loh, Y. H. E., Dannemann, M., Zidane, N., … & Deschamps, M. (2016). Genetic adaptation and neandertal admixture shaped the immune system of human populations. Cell, 167(3), 643-656.
  3. McCoy, R. C., Wakefield, J., & Akey, J. M. (2017). Impacts of Neanderthal-introgressed sequences on the landscape of human gene expression. Cell, 168(5), 916-927.
  4. Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., … & Li, H. (2014). The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505(7481), 43-49.
  5. Dannemann, M., & Kelso, J. (2017). The Contribution of Neanderthals to Phenotypic Variation in Modern Humans. The American Journal of Human Genetics, 101(4), 578-589.
  6. Lalueza-Fox, C., Römpler, H., Caramelli, D., Stäubert, C., Catalano, G., Hughes, D., … & De La Rasilla, M. (2007). A melanocortin 1 receptor allele suggests varying pigmentation among Neanderthals. Science, 318(5855), 1453-1455.
  7. Sankararaman, S., Mallick, S., Dannemann, M., Prüfer, K., Kelso, J., Pääbo, S., … & Reich, D. (2014). The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans. Nature, 507(7492), 354-357.
  8. Vernot, B., & Akey, J. M. (2014). Resurrecting surviving Neandertal lineages from modern human genomes. Science, 343(6174), 1017-1021.
  9. Simonti, C. N., Vernot, B., Bastarache, L., Bottinger, E., Carrell, D. S., Chisholm, R. L., … & Li, R. (2016). The phenotypic legacy of admixture between modern humans and Neandertals. Science, 351(6274), 737-741.
  10. Prüfer, K., de Filippo, C., Grote, S., Mafessoni, F., Korlević, P., Hajdinjak, M., … & Reher, D. (2017). A high-coverage Neandertal genome from Vindija Cave in Croatia. Science, eaao1887.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁


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寒波_96
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常見的指甲美容工具、技巧和風險

胡中行_96
・2022/05/19 ・3469字 ・閱讀時間約 7 分鐘

「我從自然、夢境與超現實的空間,得到許多靈感。由多方汲取,同時又非來自某個源頭。」國際藝術家 Juan Alvear 自白中的不確定性,簡直得請量子物理學家海德堡(Werner Heisenberg)來測量。

時尚雜誌《Vogue》最近在介紹 Juan Alvear 的時候,配了一幀照片:一隻右手食指的美甲,延伸成一根開出眼眸的銀色荊棘,尺寸約為該手指的四倍長。這件不明所以的作品,創作理念據說是在呈現深夜夢境所帶來的啟發。[1]

時尚雜誌《Vogue》介紹 Juan Alvear 時,配了一幀照片:一隻右手食指的美甲,延伸成一根開出眼眸的銀色荊棘。圖/Vogue

近年天馬行空的美甲造型蔚為風潮,連活體昆蟲都被納為材料,赫然突破普羅大眾對「多元媒材」創作的想像。[2], [3]就連風格相對「保守」的藝術家 Juan Alvear,在 Instagram 上也吸引了 5 萬追蹤者,其中包括他的顧客——時尚名媛 Paris Hilton 和英國歌手 Charli XCX。[1]估且不論指甲藝術的花費及其不實用性,單就美觀(或獵奇)的程度,便足以奪取眾人的目光。

指甲美容的風險

然而,從安全性的角度來說,進行指甲美容時,究竟得避開哪些危險因子?

2019 年《臨床與實驗皮膚科學》的〈指甲美容:皮膚科觀點〉以及 2020 年《國際女性皮膚科學期刊》的〈女性指甲健康〉二篇文章,列舉了數種常見的指甲美容商品和技巧,還有它們的健康風險。[4], [5]以下是綜合其他資料後,產出的清單,提供給愛美的泛科學讀者們參考。

估且不論指甲藝術的花費及其不實用性,單就美觀(或獵奇)的程度,便足以奪取眾人的目光。圖/Vogue

護甲油

護甲油(nail strengtheners)可以保護癌症病患因化療而變得脆弱的指甲,所以是極少數受到醫療人員大力推崇的美甲產品之一。[6], [7]護甲油分為「指甲強化油」(nail hardeners,又譯「硬甲油」)與「指甲滋潤油」(nail hydrators)二種。[8]

指甲強化油又再細分為二類:

  1. 交聯強化油(cross-linking hardeners)以甲醛和鈣質來與指甲中的蛋白質作用,進而提升指甲硬度。[8]甲醛濃度只要 0.006% 就可能導致接觸性皮膚炎,某些廠牌還高達 5%,所以有敏感體質的人,最好避免使用。[4]
  2. 加固強化油(reinforcing hardeners)用尼龍和硫氫基蛋白(sulfhydryl protein)等成份罩住指甲,增強硬度。[8]

指甲滋潤油

指甲滋潤油則是以礦物油、甘油、凡士林或蜂蠟等,來達到保養功效。[8]

指甲油

歷史上有不少民族,拿植物染料來為指甲上色。1932 年露華濃(Revlon)公司的創始人 Charles Revson,在用硝化纖維(nitrocellulose)製成的透明漆(clear lacquer)裡加入色素,做出第一罐現代指甲油(nail polishes或nail lacquers)。指甲油可透過減緩水份蒸散,來達到保濕功能。[5]

不過,許多市面上的產品都有添加甲苯磺醯胺-甲醛樹脂(tosylamide/formaldehyde resin),以提升色澤。該原料容易引發接觸性皮膚炎和氣喘,建議體質敏感的讀者,盡量避免。[4], [9]

除了過敏,塗抹指甲油的副作用,還包括以「假性白指甲」(pseudoleuconychia)樣貌呈現的「角蛋白顆粒化」(keratin granulation),以及指甲變色,嚴重影響外觀,因此不宜長期使用。[5]

塗抹指甲油的副作用包括過敏、角蛋白顆粒化,以及指甲變色,不適合長期使用。圖/PubMed

護甲基底油(base coats)算是指甲油的一種,被拿來打底用,目的是使指甲表面平滑,方便接著塗顏色較為鮮亮的指甲油。[10]據說能預防指甲變色,但不是對每個人都有效。[11]

美甲雕塑

美甲雕塑(sculptured nails)分為凝膠指甲(gel nails)和水晶指甲(acrylic nails)二種,都是採用液態丙烯酸(acrylate)或甲基丙烯酸(methacrylate)單體製作而成的壓克力顏料。[4], [12], [13]壓克力是手部「搔癢濕疹性皮膚炎」(pruritic eczematous dermatitis)的元兇之一,少數人甚至連臉蛋和脖子都會出現過敏症狀。[4]

凝膠指甲,亦稱作「光療指甲」(ultraviolet light–curable nail lacquer),特色是持久,又不易脆裂、刮傷。凝膠指甲油這種壓克力顏料,摻有過氧化苯醯(benzoyl peroxide)之類的光引發劑(photoinitiators),塗在指甲或塑膠甲片上,再用 UV (波長340~380 nms)或 LED 光線照射,就會聚合硬化。[4], [12], [13]

值得注意的是,雖然有些美甲光療機採用 UV 燈,有的則是LED燈,但實際上二種都會釋放出 UV 射線。[14]理論上,這種每次 3 到 5 分鐘,約 2 到 4 週重複一次的美甲行為,不算非常危險。[4]它所帶來的 UV 曝曬量,跟把皮膚曬成古銅色的助曬美容比起來低很多。[14]

然而,相關研究仍發現,有人因為長年接觸 UV 射線,甲下皮(hyponychium)黏在指甲上,造成「指甲反向胬肉」(pterygium inversum unguis;胬,注音:ㄋㄨˇ),修剪指甲時會痛。[4], [14], [15]還有更嚴重但罕見的情形,就是可能引發「鱗狀細胞癌」(squamous cell carcinoma)。[4], [14]

為了預防「指甲反向胬肉」,美國皮膚癌基金會建議,於使用美甲光療機前 20 分鐘,在手上塗抹廣效性防曬油。不過,此保護措施對防範「鱗狀細胞癌」無效。[14]

水晶指甲用的壓克力顏料可「自發聚合」(spontaneous polymerization),所以無需照射 UV 或 LED 光線,常與延長甲片搭配使用。[4], [12]

延長甲片

延長甲片(nail extensions)除了美觀,也能矯正變形的指甲,但最好不要裝太長,免得意外讓指甲和下面的皮膚(甲床)分開,造成「甲床剝離」(onycholysis)。 [5]

延長甲片能矯正變形的指甲,但最好不要裝太長,免得造成甲床剝離。圖/PubMed

指甲拋光機

指甲拋光機(nail drills)又稱「指甲打磨機」,常用於卸除美甲雕塑,若操作不慎,容易傷及周邊皮膚,或穿透指甲。[5]

去光水

去光水(nail polish removers)的主成份丙酮,可能造成指甲脆化和「刺激性皮膚炎」(irritant dermatitis)。為避免傷害指甲質地,建議每週最多使用一次。[5]

指緣軟化劑

指緣軟化劑(cuticle removers)裡頭的氫氧化鈉(sodium hydroxide),會激起某些人皮膚的發炎反應,而且指緣其實本來就不應該被去除。[5]

黏貼型美甲產品

被黏貼型美甲產品(stick-on nail dressings)封住的指甲,可能因暫時的「過度水合」(overhydration)而變薄。黏貼時使用的瞬間膠(cyanoacrylate glue,又譯「三秒膠」),會產生「放熱反應」(exothermic reaction),因此偶有全層皮膚燙傷的案例不幸發生。此外,在拆卸黏貼型美甲產品,清潔指甲底下的空間時,要小心別使甲床剝離。[5]

結語

最後,塗抹顏色或黏貼裝飾,都會妨礙醫師觀察指甲。例如:有一名婦女 30 年前曾注意到指甲有異常的條紋,但她不以為意,只是一直用指甲油覆蓋。等情況嚴重到無法掩飾,才被醫師診斷出「黑色素瘤」(melanoma)。此時,病灶已經由皮膚表層向下深入 0.42mm。[4]

閱讀完一長串的健康危害之後,您是否好奇頂尖美甲藝術家怎麼對待自己的指甲?「近來,比起延長甲片,我更崇尚天然」,Juan Alvear 坦言:「因為服務客戶時,我的指甲總是被磨到或刮傷。」[1]

參考資料

  1. Nail Files: Juan Alvear on Why “Cutesy Toes” and “Spiky Nails” Do, In Fact, Go Together
  2. 浮誇系美甲當道!2021 年夏季美甲師最愛的出人意表 27 個美甲趨勢
  3. 最噁爛美甲……把活螞蟻關進指甲 還瞎扯:牠們有在呼吸
  4. Reinecke, J. K., & Hinshaw, M. A. (2020). Nail health in women. International journal of women’s dermatology6(2), 73–79.
  5. Dinani, N. & George, S. (2019). Nail cosmetics: a dermatological perspective. Clin Exp Dermatol, 44: 599-605.
  6. Nail Changes
  7. Chemotherapy side effects: physical changes
  8. Nail Hardeners vs. Nail Hydrators: Which Works Best for Brittle Nails?
  9. 美容作業人員有機溶劑暴露及通風設施改善與管理探討─以美甲人員為例
  10. Trending – Nail Polish
  11. Rieder, E. A., & Tosti, A. (2016). Cosmetically Induced Disorders of the Nail with Update on Contemporary Nail Manicures. The Journal of clinical and aesthetic dermatology9(4), 39–44.
  12. 壓克力高分子的應用
  13. What Is Gel Nail Polish Made of?
  14. Ask the Expert: Are the UV Lamps in the Dryers at the Nail Salon Safe to Use?
  15. 國際電腦漢字及異體字知識庫:胬

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。