其實,,當我們檢視自己的DNA時,發(fā)現(xiàn)和黑猩猩并沒有太大的不同,。但卻正是因為這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家或人類學家,,就能看出類人猿——大猩猩、黑猩猩,、倭黑猩猩,、猩猩——與我們?nèi)祟愂嵌嗝吹叵嗨啤3怂鼈兩眢w的某些部分過大和長有更多毛發(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,。
科學家?guī)资昵熬偷贸鼋Y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%的極細微基因差異,,卻散布于整個基因組,是所有其他差異的根源,。農(nóng)耕,、語言、繪畫,、音樂,、技術以及哲學,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,。
基因藍圖令差異初露端倪
是什么賦予我們諸如復雜的大腦和直立行走能力等優(yōu)勢,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擾,,這都是未解之謎。
不過,,這種情況正被迅速改變,。一年前,遺傳學家宣布成功繪制了黑猩猩基因組序列草圖,,得以首次對人類和黑猩猩的DNA進行比較,。不久后,由德國萊比錫馬克斯-普朗克進化人類學研究所的分子遺傳學家史旺特·帕伯領導的一個研究小組,,將宣布一個更驚人的成就:對尼安德特人的重要基因組片斷的測序,。尼安德特人(原始人類)與人類的親緣性比黑猩猩更親近。
對上述基因藍圖(加上大猩猩和其他靈長目動物的基因組)進行對照,,將能夠準確解釋我們何以成為人類,。
隨著古生物學家收集到越來越多的化石,他們獲得了大量具有解剖學特征的數(shù)據(jù),。對這些特征進行比較分析,,輔以對不同特征出現(xiàn)和消失年代的對照,,科學家們繪出了日益精細的家譜圖,,顯示了猿、原始人類和人類之間的關系,。他們逐漸發(fā)現(xiàn),,達爾文有關猿和人類都源于共同祖先的直覺推斷接近于正確。
基因差異讓人類更易生病
直到20世紀60年代,,我們的身體與猿的關系的細節(jié),,才開始獲得生物化學上的解釋。1975年,,分子遺傳學推動了一篇跨時代論文的發(fā)表,。加州大學伯克利分校的兩名科學家瑪麗-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,,美國加州大學圣迭戈分校的糖生物學家阿吉特·瓦基發(fā)表報告認為,和黑猩猩相比,,人類的細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,遺傳學家在《自然》雜志上發(fā)表了黑猩猩基因組草圖,??茖W家們得知,,組成人類和黑猩猩的基因組的堿基對序列,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
對科學家來說,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”,是它決定了基因在何時何地開啟和關閉,??咸刂萘⒋髮W人類學家歐文·洛夫喬伊說:“就拿生成手、陰莖和椎骨的基因來說,,人類和猿有一些相同結構的基因,。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計圖,,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”處在基因組的功能性非編碼區(qū),,該區(qū)曾被視為“垃圾DNA”,但近來因為基因組的“暗物質(zhì)”(dark?。恚幔簦簦澹颍┒玫街匾?。事實上,基因組的許多暗物質(zhì)是垃圾——它們是發(fā)生進化之后被遺忘或不相關的殘余物,。但是,,屬于暗物質(zhì)的非編碼DNA在進化中能夠起到關鍵作用。
在物種進化過程中,,造成暗物質(zhì)和基因發(fā)生變化的是突變,。單個的堿基對——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誤一樣,。
當?shù)怪没驈椭瓢l(fā)生在基因或功能性的基因組非編碼區(qū)時,,這常常是有害的。但有時候,,純粹是出于偶然,,這種變異能賦予新物種某些優(yōu)勢,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
有關基因復制如何幫助我們遠離猿猴的一個驚人發(fā)現(xiàn),是由丹佛科羅拉多大學的詹姆斯·塞克拉領導的一個研究小組,在大腦區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一種名為DUF1220的基因,。
其復制可見于許多靈長目動物,,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,。
另一個驚人發(fā)現(xiàn)則是,通過使用一種高級電腦程序,,搜尋人類,、黑猩猩和其他脊椎動物經(jīng)歷劇烈變化的基因組片斷。最終發(fā)現(xiàn)了49個不連續(xù)的人類加速區(qū)(HARS),,這是在人類大腦進化過程中起作用的一種基因,。
從黑猩猩進化到人類,在此過程中發(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
事實上,連最堅定的基因組比較研究的支持者,,都承認我們目前所知道的還十分有限,。但同時,即便最激烈的批評者都承認,,這些基因組的研究具有重大意義,。
對于我們大多數(shù)人來說,問題在于人類何以成為人類,。隨著科學家不斷提醒我們,,進化是一種隨機進程:偶然的基因改變與隨機的環(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35億年的這種隨機演變后,一種能思考自身的起源,,并為莫扎特音樂陶醉的動物出現(xiàn)了,。