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人类与黑猩猩基因区别很小差异让人更易生病
作者:逆风飞扬 来源:网络 更新日期:2006-10-31 阅读次数
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  其实,当我们检视自己的DNA时,发现和黑猩猩并没有太大的不同。但却正是因为这些微小却微妙的差异,彻底改变了世界,让我们成为“人类”。

你不必是一名生物学家或人类学家,就能看出类人猿——大猩猩、黑猩猩、倭黑猩猩、猩猩——与我们人类是多么地相似。除了它们身体的某些部分过大和长有更多毛发之外,即便小孩子都能看出它们的身体与我们如出一辙。

科学家几十年前就得出结论:黑猩猩是人类的近亲,其基因大约有98~99%与人类相同。

而这1~2%的极细微基因差异,却散布于整个基因组,是所有其他差异的根源。农耕、语言、绘画、音乐、技术以及哲学,所有这些文明成就将人类与黑猩猩截然分开,并使穿上西装的黑猩猩看上去那么滑稽可笑。

基因蓝图令差异初露端倪

是什么赋予我们诸如复杂的大脑和直立行走能力等优势,是什么令我们容易感染疟疾、艾滋病和阿尔茨海默氏症,而黑猩猩却能免于这些疾病的侵扰,这都是未解之谜。

不过,这种情况正被迅速改变。一年前,遗传学家宣布成功绘制了黑猩猩基因组序列草图,得以首次对人类和黑猩猩的DNA进行比较。不久后,由德国莱比锡马克斯-普朗克进化人类学研究所的分子遗传学家史旺特·帕伯领导的一个研究小组,将宣布一个更惊人的成就:对尼安德特人的重要基因组片断的测序。尼安德特人(原始人类)与人类的亲缘性比黑猩猩更亲近。

对上述基因蓝图(加上大猩猩和其他灵长目动物的基因组)进行对照,将能够准确解释我们何以成为人类。

随着古生物学家收集到越来越多的化石,他们获得了大量具有解剖学特征的数据。对这些特征进行比较分析,辅以对不同特征出现和消失年代的对照,科学家们绘出了日益精细的家谱图,显示了猿、原始人类和人类之间的关系。他们逐渐发现,达尔文有关猿和人类都源于共同祖先的直觉推断接近于正确。

基因差异让人类更易生病

直到20世纪60年代,我们的身体与猿的关系的细节,才开始获得生物化学上的解释。1975年,分子遗传学推动了一篇跨时代论文的发表。加州大学伯克利分校的两名科学家玛丽-克莱尔·金和艾伦·威尔逊在论文里推算,黑猩猩和人类有98~99%的基因物质相同。

1998年,美国加州大学圣迭戈分校的糖生物学家阿吉特·瓦基发表报告认为,和黑猩猩相比,人类的细胞膜表面有某种不同的唾液酸分子。由于唾液酸是疟疾病毒、感冒病毒等许多病毒的停泊处,因而这解释了为什么人类比黑猩猩更容易感染这些疾病。

一年前,遗传学家在《自然》杂志上发表了黑猩猩基因组草图。科学家们得知,组混帐类和黑猩猩的基因组的碱基对序列,仅有1.23%的差异,并且它们之间最大的差异发生在Y染色体上。

“垃圾DNA”让猿变混帐

对科学家来说,如此少的基因数量意味着,基因本身并不能主宰全部的物种差异。变异还取决于“分子开关”,是它决定了基因在何时何地开启和关闭。肯特州立大学人类学家欧文·洛夫乔伊说:“就拿生成手、阴茎和椎骨的基因来说,人类和猿有一些相同结构的基因。但骨盆却不一样,人类拥有与猿截然不同的骨盆。这就好比两座不同砖房的设计图,所用的砖是一样的,但造出的房子却完全不同。”

这些“分子开关”处在基因组的功能性非编码区,该区曾被视为“垃圾DNA”,但近来因为基因组的“暗物质”(dark matter)而得到重视。事实上,基因组的许多暗物质是垃圾——它们是发生进化之后被遗忘或不相关的残余物。但是,属于暗物质的非编码DNA在进化中能够起到关键作用。

在物种进化过程中,造成暗物质和基因发生变化的是突变。单个的碱基对——基因字母表中的字母——发生翻转,就像我们见到的排字错误一样。

当倒置或复制发生在基因或功能性的基因组非编码区时,这常常是有害的。但有时候,纯粹是出于偶然,这种变异能赋予新物种某些优势,使得它繁殖更多的后代,从而在下一代保存了之前发生的变异。

  最剧烈变异促混帐脑发育

有关基因复制如何帮助我们远离猿猴的一个惊人发现,是由丹佛科罗拉多大学的詹姆斯·塞克拉领导的一个研究小组,在大脑区域发现了一种名为DUF1220的基因。

其复制可见于许多灵长目动物,其中人类携带的DUF1220数量最多,非洲类人猿就少得多,而猩猩和旧世界猴更少。

另一个惊人发现则是,通过使用一种高级电脑程序,搜寻人类、黑猩猩和其他脊椎动物经历剧烈变化的基因组片断。最终发现了49个不连续的人类加速区(HARS),这是在人类大脑进化过程中起作用的一种基因。

从黑猩猩进化到人类,在此过程中发生的最剧烈变异被称为HAR1,它是控制胎儿在妊娠期第7周到第19周大脑发育的一种基因的一部分。

所有这些意味着什么

事实上,连最坚定的基因组比较研究的支持者,都承认我们目前所知道的还十分有限。但同时,即便最激烈的批评者都承认,这些基因组的研究具有重大意义。

对于我们大多数人来说,问题在于人类何以成为人类。随着科学家不断提醒我们,进化是一种随机进程:偶然的基因改变与随机的环境条件相互作用,造就了比其同类更适合的生物体。在经过35亿年的这种随机演变后,一种能思考自身的起源,并为莫扎特音乐陶醉的动物出现了。

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