人類大而發(fā)達的大腦皮層(大腦中負責計劃,、抽象推理和其他高級腦功能的部分)是人類與其他靈長類動物進化開來的一個獨特標志,,這份“天賦特質”看來是由基因決定的:美國芝加哥大學霍華德·休斯醫(yī)學研究所的研究員布魯斯·拉恩等人在1月13日出版的最新一期《人類分子遺傳學》雜志上發(fā)表報告稱,他們鑒定出一個決定人類大腦皮層發(fā)展的基因,。這是人類第一次發(fā)現(xiàn)某種基因的變化推動了人類大腦的進化。
被研究的這個基因叫做“異常紡錘型小腦畸形癥相關”(簡稱ASPM)基因,。該基因功能喪失的話會導致小腦畸形,,患此種病癥者的大腦皮層體積嚴重縮水,腦袋顯得很小,,表情和行為都猶如猿猴,?;羧A德·休斯醫(yī)學研究所的研究員克里斯托弗·沃爾什等人最早發(fā)現(xiàn)該基因和小腦畸形癥之間存在關聯(lián),由此促使拉恩等人對該基因進行進化論研究,。
拉恩及其同事對人類ASPM基因和其他6種靈長類動物的ASPM基因進行了比較研究,,它們是黑猩猩、大猩猩,、猩猩,、長臂猿、獼猴和眼睛猴,,這些物種在基因學上依次代表了導致人類形成的生物進化線分支中的一些關鍵階段,。作為比較,他們也研究了更低等的猴子和牛,、羊,、貓、狗和鼠等動物身上的ASPM基因,。
研究者對每一物種都作了細致的基因學分析,,鑒別出ASPM基因中導致相應蛋白質結構改變的變化,以及沒有影響到蛋白質結構改變的變化,。結果發(fā)現(xiàn),,ASPM基因中,只有那些導致蛋白質結構改變的基因變化似乎和進化選擇相關,;在人類的進化分支線中,,進化壓力加速了ASPM基因的變化——這種加速在人類與黑猩猩相“分別”后的最近進化階段最為顯著。與此形成對照的是,,在低等的猴子和牛,、羊、貓,、狗和鼠等動物身上,,沒有發(fā)現(xiàn)它們的ASPM基因發(fā)生過加速進化的證據。
這實際上就是說,,ASPM基因的變化推動了人類(大腦皮層)的進化,。
拉恩還說,在大多數(shù)情況下,,基因的變化和生物適應性進化都只有弱關聯(lián),,而在人類的進化進程中,ASPM基因的變化卻烙下了強烈而清晰的印記,。拉恩說:“我們只在導致人類形成的靈長類動物進化線分支中看到ASPM基因的加速進化,,而在其他哺乳動物中沒有發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象,這一事實清楚表明,導致人類形成的進化線分支是獨特的,。”