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人类进化,基因大流失

一路进化一路丢失的基因

人类的祖先生活在没有智能手机、没有WiFi、也没有网购的时代,但是他们却比我们多拥有一些东西——根据最近的一项研究,人类在进化过程中丢失了数万个基因,人类祖先比起现在的我们在基因方面更“富有”。

一个国际研究团队对来自125个不同地区的236个人的DNA进行了分析。并将其与黑猩猩、猩猩以及尼安德特人和丹尼索瓦人等的基因组进行比较,得出了一系列出人意料的结论。

人类基因组有大约30亿个碱基对,它们住在染色体中,给人体每一个细胞都做上独属于这个人的标记。碱基对是形成DNA、RNA单体以及编码遗传信息的化学结构。能够构成DNA的碱基包括C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)、A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)四种。科研人员通过研究,用这四种碱基标记绘制出了迄今为止最能反映基因多样性、最详尽的基因图谱。

研究表明,1300万年前,人类从非洲大陆上与猿分道扬镳时,便失去了约1580万碱基对;之后随着人类在世界范围的大迁徙大扩散,又有约1216万对独特的DNA链条丢失。人类基因组的平均基因约为765个碱基对的长度,这意味着人类在与猿分化的过程中可能丢失了多达37000个基因。而到200万年前早期智人从非洲迁徙出来的时候,总共遗落了约4070万个碱基对。研究人员称,这些丢失的碱基对中约有一半是重复段,但是其中有2796万碱基对是独一无二的。

人类进化史上基因变化复杂

这意味着,在进化过程中我们的基因图谱出现了重大变化。人类基因中的一些部分在不断地被改写、复制,毫无缘由地被剔除。你就想象一个四岁的孩子拿着一张彩图,一把剪刀,一瓶胶水,一个下午过去,同样的图一定变了形状,变了色块,多出了一些碎纸片,也多出了一些小窟窿,这就是进化过程中我们基因的变化。

科学家们正试图找寻这些错乱的基因碎片的意义,他们通过研究这些基因变化来重现我们的进化历史。科研人员比对不同种群之间的基因,开始慢慢拼凑出在漫长的进化史上人类进化的过程和与其他种群分化的时间。

我们的祖先在进化过程中面对着复杂的环境,经历过千难万险,由于各种条件的限制,也有过与其他人类种群杂交,或者近亲繁衍的情况。通过将人类基因和黑猩猩、猩猩、以及尼安德特人和丹尼索瓦人等的基因进行比对,我们可以更好地了解人类进化的复杂性。

科学家们特别关注DNA中一个被称作“拷贝数变异”的基因片段,它能够决定DNA片段复制数的变化。研究人员发现已灭绝的丹尼索瓦人的基因中,大量片段可以在大洋洲的人类身上找到,如南太平洋岛屿人群。由此可见,4万年前可能有过那么一段时间,现代人类的祖先曾经和丹尼索瓦人有过密集的杂交。专家推测,那些在丹尼索瓦人第16号染色体中发现的一些基因,可能早在44万年前就已产生了。据统计,尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组中有约10.4万个碱基对在现代人类身上无迹可寻。

类似的,人类共同祖先的一些基因中有约3.33万碱基对在尼安德特人和丹尼索瓦人身上找不到踪迹,说明这些已灭绝人类种群在当时也丢失了大量DNA。

通过基因研究人类进化史

现代人类如何在复杂的环境变化中存活下来,并且欣欣向荣,而其他人类种群却在进化中消亡、泯灭,这是科学家们一直力图揭开的谜团。通过基因的比对,能够为人们了解人类得以存活繁衍的原因提供研究线索。

基因的删减或复制都对人类进化有着重要的作用。人类从非洲迁徙出来的过程中有许多人死亡,这可能是造成许多基因丢失的一项重要原因。在非洲人身上我们能够找到更多祖先基因序列的证据。其他人群经历了更多的环境变化、生存磨难,因此留下来的祖先基因传承不像非洲人那样突出。

研究表明,基因中缺失的部分更能够反映人类在进化史中的选择,而DNA重复序列则更能表现基因亚种群。不管是缺失DNA还是DNA重复序列,在非洲人、大洋人、印第安人身上都更为突出,而非洲人则更多地保存了人类祖先的基因。科学家认为DNA的丢失和复制现象可能会是重要的进化动力,研究这些基因变化具有重要意义。例如,有一些人有六对CLPS基因,这种基因与胰腺酶相关联,可以有效降低血糖水平。另外非洲一些人的基因中的复制部分能够保护身体,免于受到椎虫寄生虫引发的昏睡病影响。科学家们正对各类基因做标记,对这些有趣的复制现象进行进一步的研究。

在进化过程中损失如此多的DNA是很严重的事吗?虽然现代人类丢失了许多DNA,但毕竟也没有像《星际迷航》里所述的那样夸张,退化成无眼鱼群。或许进化只是在帮助我们的基因修枝剪杈,剔除一些不需要的部分而让整个族群的基因更优,有更好的发展。不管怎么说,这都是科学家们第一次详细记录下人类大段基因的丢失和增加,要完全弄明白这些基因的秘密,恐怕还有很长的道路要走。

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