從基督山伯爵大叔的鷹鉤大鼻子到飾演夢露的米歇爾·威廉姆斯的鈕扣鼻,可以說,人類的鼻子是最具有辨識度的面部特征之一。現在研究人員們發現了一組基因,這些基因似乎決定了人類鼻子的形狀。
這為人們理解人類面部進化提供了新的觀點,因為相比于尼安德特人來說,我們的很多基因都經過了劇烈的變化。尼安德特人的鼻子比現代人更加寬大,這似乎是為了應對北方寒冷的氣候。這項研究的參與者說,他們的發現可以幫助法醫使用犯人的DNA重建面部特征。
Kaustubh Adhikari博士是英國倫敦大學學院的細胞和發育生物學家,他說:“很少有人研究正常的面部特征如何形成,即使有也只關注了歐洲人口。我們發現了影響形狀和大小等面部特征的基因,這在以前是沒有被發現的。發現這些基因的作用可以幫助我們拼湊出人類的進化路線。同時也使我們更加清楚基因如何影響我們的面貌。”
這項發表在《Nature Communications》上的研究分析了6000人的DNA和面部特征。研究人員們確認了5段決定面部特征的DNA。他們發現兩段基因與鼻子寬度有關,一段基因控制鼻子尖度,一段基因控制鼻梁寬度,一段基因影響下巴尖伸出長度。
研究人員別出4段決定鼻子寬度和尖度的基因,而不同人群鼻子的寬度和尖度非常不同
兩段基因與鼻子寬度有關,一段基因控制鼻子尖度,一段基因控制鼻梁寬度,一段基因影響下巴尖伸出長度
DCHS2、RUNX2、GLI3和PAX1這4段基因控制鼻子的寬度和尖度,EDAR基因控制下巴尖伸出長度。雖然還有很多其他影響面部特征的基因,但這些是最重要的。
DCHS2決定了鼻子的尖度并驅動軟骨生長。大部分人的鼻子都由軟骨組成,GLI3基因也會驅動軟骨生長,它主要與鼻孔的寬度相關。PAX1基因會影響鼻孔的寬度,RUNX2影響鼻梁的寬度。
鼻子是最重要的面部特征之一
此外,研究人員發現很多基因經歷了劇烈的基因選擇過程。環境因素,比如氣候改變被認為會影響人類面部的進化。比如,鼻子對控制吸入空氣的溫度和濕度非常重要,所以在溫暖和寒冷地區鼻子會進化出不同的形狀。尼安德特人被認為鼻子很大,是為了將吸入的空氣加熱。
研究人員稱GLI3基因經歷了快速的進化。生物學家Andrés Ruiz-Linares教授說:“比如,鼻子對控制吸入空氣的溫度和濕度非常重要,所以在溫暖和寒冷地區鼻子會進化出不同的形狀。長時間來人們一直推測鼻子的形狀反映了人類進化的環境。比如,歐洲的人鼻子相對比較窄,這是為了應對寒冷干燥的氣候。確認影響鼻子形狀的基因為我們提供了新的工具。它可以幫助我們理解與面部畸形相關的基因紊亂。”
研究團隊收集并分析了6630人的DNA樣本,來自巴西、哥倫比亞、智利、墨西哥和秘魯。在初步篩選之后,使用了5958個樣本。它們的祖先各不相同,其中包括50%的歐洲人,45%的美洲土著,5%的亞洲人。
他們對男性和女性的14種不同面部特征和完整的基因組分析進行了評估。對其中3000人使用了3D面部重建,以獲取精確的面部特征尺寸和確定相同的基因。