基因破譯尋找動物差別——黑猩猩是現(xiàn)存與人類關系最密切的“表兄弟”,,因為它們有98%~99%的基因與我們的一樣,。然而,,微小的差別導致了我們與動物的不同。在這些微小差別中,,到底是哪些基因讓我們在與黑猩猩“分家”之后,,變得如此獨特?科學家正在尋找那些讓我們有別于其他靈長類物種的遺傳差異,。一年前,,科學家完成了人類與黑猩猩的基因比較,獲得了有關人類大腦在過去幾百萬年間發(fā)生重大變化的重要發(fā)現(xiàn),。
據近日的《時代》雜志報道,,科學家稱,,一旦大猩猩和其他幾個靈長類動物的基因排序完成,那么就可以解釋是什么造就了我們成為人類,。
第一線希望:找到導致人類語言能力產生的突變基因
科學家沒等黑猩猩基因圖出來就開始探測人類與猿之間的根本區(qū)別,。當古生物學家收集越來越多的化石時,就從解剖學方面來尋找區(qū)別,,結果發(fā)現(xiàn)人類進化的家譜圖,,并知道了在我們大腦進化前的數(shù)百萬年前,我們就已經直立行走了,。
直到20世紀60年代,,我們才從分子水平知道我們與猿之間的差別。后來,,科學家就掌握了黑猩猩與人類的基因差異,,并發(fā)現(xiàn),一個叫“FOXP2”的突變基因,,在20萬年前的進化中,,對人類語言能力的提升起了關鍵作用。2004年,,美國科學家識別了染色體7上的一個基因上的一個微小變異,,此基因與陰凝蛋白的生產有關,而這種蛋白能使肌肉收縮?,F(xiàn)代人都有此基因,,而其他靈長類動物沒有這些基因,因此,,科學家推斷這是我們祖先在大約200萬年前進化成小下巴肌肉的原因,。小下巴肌肉無力,導致腦殼和腦袋增大,。不過,,這一推斷存在爭議。
驚人發(fā)現(xiàn):人類與猿分道揚鑣源于基因進化
上個月,,《科學》雜志發(fā)表的一篇文章解釋了基因是如何推動我們與猿分道揚鑣的,。美國科學家在大腦區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個叫“DUF1220”的基因,此基因與大腦的高度認識能力息息相關,??茖W家發(fā)現(xiàn),此基因的變種在許多靈長類中都有,,但人類攜帶最多,。
另一發(fā)現(xiàn)首次發(fā)表在兩個月前的《自然》雜志上,也描寫一個與人類發(fā)展的關鍵基因,。美國加州大學的科學家用電腦來查找人類,、黑猩猩和其他脊椎動物的基因變化速度,,發(fā)現(xiàn)了49個分散區(qū)域與進化有關,他們稱之為“人類加速區(qū)(HARS)”,。
在此區(qū)域中,,令人感興趣的是一個進化最快的區(qū)域——HAR1,其進化速度比其他基因快約70倍,。HAR1在妊娠期的大腦發(fā)育中可能同語言,、意識思維和感知等高級功能有關。這一過程發(fā)生在妊娠后第7至第19周之間,,這是一個關鍵時期,,因為許多神經細胞正開始執(zhí)行各自的功能。所以科學家推斷,,它可能在人類大腦皮層比原來增長3倍的過程中起到了至關重要的作用,。
現(xiàn)代人類可能是人類祖先與黑猩猩雜交的后代?
基因比較導致一個令人瞠目的研究結果——人類祖先可能與黑猩猩“同居”過,,并繁衍后代,繼而有一支再進化成了現(xiàn)代人類,。此研究結果是人類基因組計劃的最新成果,,發(fā)表在幾個月前出版的《自然》雜志上。
據此,,科學家認為,,原始人類和黑猩猩、大猩猩,、猩猩,、短尾猴擁有同一祖先,其中,,人類與黑猩猩在1000萬年前進行了第一次分裂,。接著,人類和黑猩猩朝不同方向進化,,彼此告別了400萬年后,,它們又藕斷絲連地走到了一起,并開始了“夫妻生活”,。新結合的結果是誕生了一個新的,、兼有人類和黑猩猩特征的第三種“雜交群體”。共同生活約120萬年之后,,它們做了最后的告別,,經過第二次分裂后,產生了三個不同的分支,,一支形成了現(xiàn)代人類,,而另一支形成了現(xiàn)代的黑猩猩,,還有一支滅絕了。因此,,新結論認為,,現(xiàn)代人類原來是古人類與黑猩猩雜交的后代。
而且,,年輕的X性染色體證明,,人類祖先和黑猩猩祖先很可能在較長的一段時間里有過雜交。研究人員發(fā)現(xiàn),,人類和黑猩猩之間的不同基因在很長一段時間內一直出現(xiàn)過分叉,。從年代來看,兩者的X性染色體都非常“年輕”,,比其他染色體的平均年齡小120萬年左右,。這是因為人類和黑猩猩雜交后導致X性染色體的選擇范圍更多,經過基因重組后,,它們的X性染色體就比其他染色體年輕,。這表明人類和黑猩猩擁有共同的祖先,到距今比較近的時候才彼此分裂,。
黑猩猩和人的基因僅有1%的差別,,基因破譯工作將最終揭開人類形成之謎
今年7月,德國和美國科學家利用破譯人類基因組的技術,,對穴居人30多億對DNA鏈進行破譯和排序,,以尋找人類與穴居人是否曾有相互交配的證據。如果曾相互交配,,在他們的后代又發(fā)生了什么,。研究人員相信,如果破譯出穴居人所有的遺傳密碼,,不僅能找到他們在人類進化史上扮演什么樣的角色,;作為人類的近親,他們是否與人類“通婚”,,如果有,,他們的后代怎樣了;破譯了密碼,,還能尋找穴居人與人類的不同,,可以為預防人類疾病提供線索。
科學家們希望通過對比黑猩猩,、人類和穴居人的DNA發(fā)現(xiàn)是什么樣的基因造就了我們人類,。通過以前的基因分析工作,黑猩猩和人的基因僅有1%的差別,,而在這1%里,,穴居人和人類有96%是相同的,,另外的4%是和黑猩猩一樣的。德國馬克斯·普朗克人研究院的斯沃特·帕博說:“對這些不同和相同的對比,,科學家們希望找到人類進化的明顯特征,,甚至是人類的認知能力如何形成。”
基因破譯與比較工作雖然異常復雜,,但正在漸漸揭開我們人類之所以成為人類的最大謎團,。