《每个人的历史:人体设计与进化之谜 事关上帝与科学》
第38节作者:
青史银钩 人类基因与黑猩猩的基因相似率达到了99%甚至更高,这让生物学家们感觉非常奇怪,因为这两种动物的外表看起来是如此的不同,以至于让我们很难相信,那仅仅不足百分之一的基因会造成如此天悬地殊般的差别。此时我们不得不改变对基因的认识,现在基本相信并不是基因表达、而是基因的调控在从猿到人的过程中起到了更大的作用。人与黑猩猩的基因就好比是两支人员相同的队伍,但在队伍行进过程中,它们的指挥官却发出了不同的命令,所以这两支队伍的表现就截然不同。这使得研究人与黑猩猩的基因差别变得非常困难,因为它们的看起来大体相近,所表达的蛋白质也基本一致,而对于某种蛋白表达量多少、某种基因关闭或开放这些调控指令又是难以察觉的,所以难以研究。这正像那两支队伍的指挥官发出的是秘密指令一样,我们不知道它发出了怎样的命令,我们只看见两支队伍向着不同的方向去了。所以我们看到了人与黑猩猩很不一样的外表,而没有搞清楚隐藏在其中的不一样的本质。
研究进展虽然缓慢,但总是在进行之中,现在的总体结论是:人脑的增大是基因突变的结果。
2006年,美国加利福尼亚大学的一个研究团队发现了一个影响脑袋大小的基因,这个基因只有一百多个碱基,在其他动物身上非常保守,数亿年来很少突变,比如黑猩猩和鸡,分开了三亿年时间,但只有两个碱基不同。这说明这个基因非常重要,一旦发生突变就会造成死亡。
但是,在几百万年前,人类祖先身上的这个基因突然加速突变,速度是其他基因突变的七十倍,短期内与黑猩猩拉开了十几个碱基的差异。这种加速度的变化是惊人的,于是研究人员推测,可能正是这个基因导致了人的生成。
进一步的研究发现,这个基因的具体任务可能是调控人类大脑容积快速增长,或者至少是人类大脑体积快速增加的重要原因。与此相关的证据是,该基因在妊娠后约7~19周时形成,而这一时期正是胎儿大脑发育的关键时期。这一基因并不表达蛋白,只是以RNA的形式对其他基因起到调控作用。它相关于一个开关,打开时满屋的灯就亮了起来,人类的行程就这样被它点亮。
后来陆续又发现了几个具体执行控制脑袋大小的基因,这些基因一旦发生突变,人的脑袋将无法增大,从而出现小头畸形症,这些基因而被命名为人类小头基因,它们的作用与细胞的有丝分裂有关,在胚胎发生期就开始发挥作用,通过调节神经前体细胞的增殖而影响了脑容量,使得神经元减少,大脑皮层变薄,从而导致智力下降。特别是最近鉴别出的一个基因的表现更为让人吃惊,当这个基因发生突变时,人脑会回到四百毫升左右的水平。
你知道这个数字意味着什么吗?
那正是两百多万年前露西的大脑水平!
日期:2012-02-15 16:30:12
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人脑与猿脑分道扬镳还有一个重要的途径,那就是赋予旧的基因以新的功能,其中涉及基因的复制与倍增行为,此即所谓基因的新功能化,这一奇特方式可以在不改变基因序列的前提下使生物获得新的性状。通过对灵长类生物的基因组测序,研究人员已经基本了解了人类进化过程中的基因新功能化事件,很多都与大脑功能相关,更加明确的揭示了人脑的独特表现来自于基因的改变。
随着大脑基因研究的深入,人们认识到了越来越复杂的影响大脑进化的因素:约四万年前发生了一次与脑磷脂基因相关的突变,而那一时间正好是人类艺术与音乐和工具制造出现的时期。六千多年前的一次基因突变则暗合了人类书面语言及农业与城市的发展阶段。如果能证实人类基因的改变与人类某些文化现象之间的联系,那么此类研究所提示的秘密将越来越引起人们的普遍关注,结论也将越来越深入到社会科学领域,比如,黑猩猩没有书法艺术,是因为它们没有与萌发书法艺术相关的基因。
日期:2012-02-15 17:00:47
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在对比人与黑猩猩的基因差异时,有些学者采取了独特的研究视角,当很多研究人员把目光瞄准了人类比黑猩猩多了哪些基因时,他们却开始关注人类比黑猩猩少了哪些基因。不比不知道,结果发现人类竟然比黑猩猩少了五百多个基因,这些少了的基因是黑猩猩与其他哺乳动物所共有的,但是人类把它们丢失了,合成维生素C的能力就是这样失去的。
这些被人类丢失了的基因与大脑会不会有什么关联呢?
还真的有关联,原来这些丢失的基因中,有一个基因正是控制黑猩猩大脑容量的,它位于一个抑癌基因旁边,并可能对这个抑癌基因起到调控作用。所谓抑癌基因,就是抑制癌症发生的基因,可以有效控制细胞的分裂与生长,如果抑癌基因失活,那么细胞分裂就将失去控制。其间存在着极其微妙的关系,极有可能正是人类丢失了那个基因而使得这个抑癌基因被解放了出来,使得人类的大脑神经元的增殖不受太多的控制,所以可以发育的更大,容量也迅速增加,从而导致智力的飞速发展。
正当人们对人脑的迅速增大而津津乐道、学术界也认为人脑增大问题的答案正变得越来越清晰的时候,2010年年底,热心研究克罗马农人的法国学者突然有了一个让所有人都感觉意外的发现:从两万多年前开始,人类的脑袋竟然开始又变小了!
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