其實(shí),,當(dāng)我們檢視自己的DNA?xí)r,,發(fā)現(xiàn)和黑猩猩并沒(méi)有太大的不同,。但卻正是因?yàn)檫@些微小卻微妙的差異,,徹底改變了世界,,讓我們成為“人類”。
你不必是一名生物學(xué)家或人類學(xué)家,,就能看出類人猿——大猩猩,、黑猩猩、倭黑猩猩,、猩猩——與我們?nèi)祟愂嵌嗝吹叵嗨?。除了它們身體的某些部分過(guò)大和長(zhǎng)有更多毛發(fā)之外,即便小孩子都能看出它們的身體與我們?nèi)绯鲆晦H,。
科學(xué)家?guī)资昵熬偷贸鼋Y(jié)論:黑猩猩是人類的近親,,其基因大約有98~99%與人類相同,。
而這1~2%的極細(xì)微基因差異,卻散布于整個(gè)基因組,,是所有其他差異的根源,。農(nóng)耕、語(yǔ)言,、繪畫,、音樂(lè)、技術(shù)以及哲學(xué),,所有這些文明成就將人類與黑猩猩截然分開,,并使穿上西裝的黑猩猩看上去那么滑稽可笑。
基因藍(lán)圖令差異初露端倪
是什么賦予我們諸如復(fù)雜的大腦和直立行走能力等優(yōu)勢(shì),,是什么令我們?nèi)菀赘腥警懠?、艾滋病和阿爾茨海默氏癥,而黑猩猩卻能免于這些疾病的侵?jǐn)_,,這都是未解之謎,。
不過(guò),這種情況正被迅速改變,。一年前,,遺傳學(xué)家宣布成功繪制了黑猩猩基因組序列草圖,得以首次對(duì)人類和黑猩猩的DNA進(jìn)行比較,。不久后,,由德國(guó)萊比錫馬克斯-普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所的分子遺傳學(xué)家史旺特·帕伯領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組,將宣布一個(gè)更驚人的成就:對(duì)尼安德特人的重要基因組片斷的測(cè)序,。尼安德特人(原始人類)與人類的親緣性比黑猩猩更親近,。
對(duì)上述基因藍(lán)圖(加上大猩猩和其他靈長(zhǎng)目動(dòng)物的基因組)進(jìn)行對(duì)照,將能夠準(zhǔn)確解釋我們何以成為人類,。
隨著古生物學(xué)家收集到越來(lái)越多的化石,,他們獲得了大量具有解剖學(xué)特征的數(shù)據(jù)。對(duì)這些特征進(jìn)行比較分析,,輔以對(duì)不同特征出現(xiàn)和消失年代的對(duì)照,,科學(xué)家們繪出了日益精細(xì)的家譜圖,顯示了猿,、原始人類和人類之間的關(guān)系,。他們逐漸發(fā)現(xiàn),達(dá)爾文有關(guān)猿和人類都源于共同祖先的直覺(jué)推斷接近于正確,。
基因差異讓人類更易生病
直到20世紀(jì)60年代,,我們的身體與猿的關(guān)系的細(xì)節(jié),才開始獲得生物化學(xué)上的解釋,。1975年,,分子遺傳學(xué)推動(dòng)了一篇跨時(shí)代論文的發(fā)表,。加州大學(xué)伯克利分校的兩名科學(xué)家瑪麗-克萊爾·金和艾倫·威爾遜在論文里推算,黑猩猩和人類有98~99%的基因物質(zhì)相同,。
1998年,美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的糖生物學(xué)家阿吉特·瓦基發(fā)表報(bào)告認(rèn)為,,和黑猩猩相比,,人類的細(xì)胞膜表面有某種不同的唾液酸分子。由于唾液酸是瘧疾病毒,、感冒病毒等許多病毒的停泊處,,因而這解釋了為什么人類比黑猩猩更容易感染這些疾病。
一年前,,遺傳學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了黑猩猩基因組草圖,。科學(xué)家們得知,,組成人類和黑猩猩的基因組的堿基對(duì)序列,,僅有1.23%的差異,并且它們之間最大的差異發(fā)生在Y染色體上,。
“垃圾DNA”讓猿變成人
對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō),,如此少的基因數(shù)量意味著,基因本身并不能主宰全部的物種差異,。變異還取決于“分子開關(guān)”,,是它決定了基因在何時(shí)何地開啟和關(guān)閉??咸刂萘⒋髮W(xué)人類學(xué)家歐文·洛夫喬伊說(shuō):“就拿生成手,、陰莖和椎骨的基因來(lái)說(shuō),人類和猿有一些相同結(jié)構(gòu)的基因,。但骨盆卻不一樣,,人類擁有與猿截然不同的骨盆。這就好比兩座不同磚房的設(shè)計(jì)圖,,所用的磚是一樣的,,但造出的房子卻完全不同。”
這些“分子開關(guān)”處在基因組的功能性非編碼區(qū),,該區(qū)曾被視為“垃圾DNA”,,但近來(lái)因?yàn)榛蚪M的“暗物質(zhì)”(dark matter)而得到重視,。事實(shí)上,,基因組的許多暗物質(zhì)是垃圾——它們是發(fā)生進(jìn)化之后被遺忘或不相關(guān)的殘余物。但是,,屬于暗物質(zhì)的非編碼DNA在進(jìn)化中能夠起到關(guān)鍵作用,。
在物種進(jìn)化過(guò)程中,,造成暗物質(zhì)和基因發(fā)生變化的是突變。單個(gè)的堿基對(duì)——基因字母表中的字母——發(fā)生翻轉(zhuǎn),,就像我們見到的排字錯(cuò)誤一樣,。
當(dāng)?shù)怪没驈?fù)制發(fā)生在基因或功能性的基因組非編碼區(qū)時(shí),這常常是有害的,。但有時(shí)候,,純粹是出于偶然,這種變異能賦予新物種某些優(yōu)勢(shì),,使得它繁殖更多的后代,,從而在下一代保存了之前發(fā)生的變異。
最劇烈變異促成人腦發(fā)育
有關(guān)基因復(fù)制如何幫助我們遠(yuǎn)離猿猴的一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn),,是由丹佛科羅拉多大學(xué)的詹姆斯·塞克拉領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組,,在大腦區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一種名為DUF1220的基因。
其復(fù)制可見于許多靈長(zhǎng)目動(dòng)物,,其中人類攜帶的DUF1220數(shù)量最多,,非洲類人猿就少得多,而猩猩和舊世界猴更少,。
另一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn)則是,,通過(guò)使用一種高級(jí)電腦程序,搜尋人類,、黑猩猩和其他脊椎動(dòng)物經(jīng)歷劇烈變化的基因組片斷,。最終發(fā)現(xiàn)了49個(gè)不連續(xù)的人類加速區(qū)(HARS),這是在人類大腦進(jìn)化過(guò)程中起作用的一種基因,。
從黑猩猩進(jìn)化到人類,,在此過(guò)程中發(fā)生的最劇烈變異被稱為HAR1,它是控制胎兒在妊娠期第7周到第19周大腦發(fā)育的一種基因的一部分,。
所有這些意味著什么
事實(shí)上,,連最堅(jiān)定的基因組比較研究的支持者,都承認(rèn)我們目前所知道的還十分有限,。但同時(shí),,即便最激烈的批評(píng)者都承認(rèn),這些基因組的研究具有重大意義,。
對(duì)于我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō),,問(wèn)題在于人類何以成為人類。隨著科學(xué)家不斷提醒我們,,進(jìn)化是一種隨機(jī)進(jìn)程:偶然的基因改變與隨機(jī)的環(huán)境條件相互作用,,造就了比其同類更適合的生物體。在經(jīng)過(guò)35億年的這種隨機(jī)演變后,一種能思考自身的起源,,并為莫扎特音樂(lè)陶醉的動(dòng)物出現(xiàn)了,。