2026年4月16日，Cell子刊Cell Reports在线发表了887700线路检测中心徐书华/邓恋团队与马来西亚国际医药大学（IMU）Boon-Peng Hoh教授合作完成的研究论文“Gene-culture coevolution shapes olfactory receptor gene diversity in Orang Asli populations”。该研究系统分析了嗅觉受体基因在狩猎、轮耕及种植人群中的遗传多样性与演化模式，揭示了遗传、环境与文化行为因素的协同作用如何塑造人类嗅觉受体基因的演化过程，强调了生业模式转变在推动人类感官系统多样化演化中的重要作用。
图1：马来半岛狩猎、轮耕与种植人群嗅觉受体基因遗传差异及其进化成因
在人类演化历程中，感官系统始终是连接机体与环境的关键桥梁。人类如何通过感官感知适应多样化生态环境，是演化生物学长期关注的重要问题。其中，嗅觉作为一种古老而基础的感知方式，在觅食、识别环境、规避危险及社会交流等过程中发挥着重要作用。随着人类从原始社会逐步走向农业社会，“嗅觉退化”的观点一度占据主流认知。然而，近年来的研究不断表明，人类嗅觉系统在不同生态与文化背景下仍维持显著的功能与遗传多样性。尤其是，不同生业模式塑造了差异化的气味环境与感知需求。例如，在马来西亚土著人群中，狩猎采集与农耕人群在气味辨别与描述能力上存在显著差异，且嗅觉在食物采集与药用植物选择等关键行为中发挥重要作用。尽管行为学和语言学证据已提示狩猎采集人群在嗅觉感知与表达方面可能具有系统性优势，但其背后的遗传基础及演化机制仍有待系统解析。
嗅觉受体基因的适应性演化
嗅觉功能的分子基础是庞大的嗅觉受体基因家族。研究团队整合全球65个人群、共2845名个体的基因组数据，系统梳理了827个人类嗅觉受体基因的变异特征。结果显示，与基因组其他区域相比，嗅觉受体基因区域整体表现出更高的遗传多样性和更多可能影响功能的变异。尽管约60%的人类嗅觉受体基因已成为假基因，但剩余40%功能性基因的多态性为不同人群适应多样化环境提供了遗传基础。
在此基础上，研究以马来半岛土著人群（统称为Orang Asli）为切入点。这类人群长期生活在热带多样化生态环境中，涵盖狩猎采集、刀耕火种及园艺农业等多种生业模式亚群，为探究农业发展与嗅觉受体基因演化之间的关系提供了理想的人群模型。依托研究团队在该地区的长期合作基础，该研究构建了涵盖不同生业模式人群的差异性嗅觉受体基因变异图谱，鉴定出77个在狩猎、轮耕和种植人群间显著分化的基因，并提出了嗅觉受体基因演化与生业模式协同作用的进化模型：
1.农业化进程与选择压力放松：随着农业化发展，人类对嗅觉的依赖度减弱，嗅觉受体基因所受选择压力逐渐放松，导致破坏性突变负荷累积，而狩猎人群相关基因仍维持净化选择（purifying selection），保持功能完整性；
2.生态相关嗅觉功能的正向选择：与丛林生态密切相关的嗅觉功能（如对泥土、花果等气味的识别）在狩猎人群中受到特定的正向选择（positive selection），如OR10A6、OR1N2等基因，促进人群对复杂丛林生态的适应性；
3.多效性驱动的基因多样化：嗅觉受体基因的多效性特征亦是其遗传多样性的重要来源，部分基因同时参与免疫、代谢等生理功能，从而受到复合选择压力的共同影响。例如，在农业人群中，OR12D3等基因与胰岛素调控和代谢相关，提示饮食结构变化可能对嗅觉基因产生新的选择压力。
人类祖先基因库是一座蕴含丰富功能潜能的宝库，该研究关注的嗅觉受体基因充分证实了这一点。首先，狩猎采集人群的嗅觉受体基因突变负荷显著低于其他人群，保留了更多祖先等位基因，展现出更“完整”的基因谱。其次，多个嗅觉受体基因在狩猎采集人群中表现出祖先型单倍型的显著选择信号。例如，OR12D2和OR52E2显示出祖先单倍型的显著延伸，提示受到环境正向选择作用。其中，OR12D2以及邻近基因与土壤和霉味类气味的识别相关，而OR52E2则能够感知丁二醇化合物等提示高能量食物的气味。此外，该研究发现部分嗅觉受体基因区域保留了来自尼安德特古人的遗传片段。位于11号染色体的一段尼安德特古人来源单倍型包含OR5A1、OR5A2、OR4D6等基因，这些基因与花香和果香的感知有关。以上这些基因可能为热带森林环境中的采集活动提供适应优势。总体来看，这些结果提示祖先基因在现代人嗅觉中的双重作用：一方面维持基本感知功能的稳定性，另一方面为新变异提供遗传潜能，以应对局部环境的适应需求，使人类能够灵活应对资源和环境的变化。该研究为“人类嗅觉退化假说”提供了重要补充，揭示了自然选择在维持人类“古老版本”嗅觉受体功能中的关键作用，为理解基因-文化-生态共进化下的人类感官演化机制提供了科学证据。
复旦大学硕士研究生马悦洋为本文第一作者，邓恋青年研究员和徐书华教授为共同通讯作者；马来西亚IMU大学Boon-Peng Hoh教授作为关键合作研究者，主导相关人群研究的当地组织与实施，并深度参与研究结果解读与论文撰写。特别致谢887700线路检测中心陆艳副教授与美国国家科学院院士Mark Stoneking教授对本研究的建设性意见。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委、马来西亚高等教育部及科技创新部等项目资助，同时得到马来西亚原住民事务部门的热情帮助和支持。
论文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(26)00259-7