類(lèi)人猿也有代溝:新研究表明人類(lèi)與黑猩猩分離時(shí)間遠(yuǎn)早于預(yù)期

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


我們并非是唯一有代溝的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。人類(lèi)父母平均比孩子大29歲。對(duì)于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物而言,這個(gè)時(shí)間段可謂非同一般的長(zhǎng),然而一項(xiàng)新的研究顯示,黑猩猩和大猩猩也有它們自身巨大的代溝,分別為25年和19年。這一發(fā)現(xiàn)同時(shí)表明,人類(lèi)的祖先至少在距今800萬(wàn)年至700萬(wàn)年前便與黑猩猩分道揚(yáng)鑣,而這比之前的估算提前了100萬(wàn)年。

在過(guò)去的45年中,遺傳學(xué)家曾提出,今天人類(lèi)的祖先和黑猩猩大約在600萬(wàn)年到400萬(wàn)年前分別走上了各自進(jìn)化的道路,而大猩猩的祖先則在900萬(wàn)年至700萬(wàn)年前便已經(jīng)開(kāi)始了自己的進(jìn)化。然而由于黑猩猩和大猩猩的化石極為罕見(jiàn),因此這些數(shù)據(jù)都是通過(guò)計(jì)數(shù)3個(gè)物種之間的脫氧核糖核酸(DNA)序列差異數(shù),以及通過(guò)評(píng)估靈長(zhǎng)動(dòng)物的“突變率”??或者說(shuō)隨著時(shí)間的推移突變出現(xiàn)得有多快??來(lái)區(qū)分這些數(shù)字后計(jì)算得來(lái)的。但問(wèn)題是,科學(xué)家通常利用來(lái)自其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物化石的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算突變率,并將這一比率應(yīng)用到非洲類(lèi)人猿和人類(lèi)當(dāng)中。這種方法會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤,因?yàn)樗蕾囉诨甏臏?zhǔn)確性,并假設(shè)貫穿靈長(zhǎng)類(lèi)物種的突變率都是類(lèi)似的。

然而德國(guó)萊比錫市馬普學(xué)會(huì)進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所的分子人類(lèi)學(xué)家Linda Vigilant表示,還有一條更好的途徑。她說(shuō),與研究化石和其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物不同,研究人員其實(shí)可以使用最近的人類(lèi)基因組測(cè)序數(shù)據(jù),從而更準(zhǔn)確地評(píng)估人類(lèi)家庭中每一代所產(chǎn)生的平均突變數(shù)。隨后,科學(xué)家可以利用新一代的時(shí)間評(píng)估以導(dǎo)出人類(lèi)和類(lèi)人猿的年突變率,進(jìn)而計(jì)算出它們是從多少年前開(kāi)始分離的。然而直至不久前,研究人員依然沒(méi)有從野外獲得足夠多的被證明是父系的黑猩猩與其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的DNA樣本,從而準(zhǔn)確計(jì)算每代的平均時(shí)間。

如今,在對(duì)非洲黑猩猩和大猩猩的繁殖模式進(jìn)行了10年的分析后,Vigilant與美國(guó)波士頓大學(xué)的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物學(xué)家Kevin Langergraber宣布他們已經(jīng)找到了所需的數(shù)據(jù)。通過(guò)與20個(gè)研究人員的合作,這兩位科學(xué)家搜集了來(lái)自野外8個(gè)不同黑猩猩種群的、記錄了226只后代誕生時(shí)的父母年齡的數(shù)據(jù),以及來(lái)自非洲兩個(gè)不同研究場(chǎng)所的105只山地大猩猩的數(shù)據(jù),并且研究人員利用在野外采集的糞便,通過(guò)DNA親子鑒定證實(shí)了它們的關(guān)系。研究人員在8月13日出版的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上報(bào)告說(shuō),在后代降生時(shí),雌黑猩猩的年齡是11.7歲至45.4歲。而雌黑猩猩和雄黑猩猩的平均繁殖年齡分別是25歲和24歲,進(jìn)而得出黑猩猩平均一代約為25年。雌大猩猩的繁殖年齡是7.3歲至38歲,而它們平均一代約為19.3年。

這其中黑猩猩是最讓靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物學(xué)家感到驚奇的??盡管雌黑猩猩早在11歲、雄黑猩猩早在9歲便能夠繁殖,但它們的繁殖跨度卻更長(zhǎng)。這漫長(zhǎng)的代溝否定了一個(gè)早已存在的經(jīng)驗(yàn)法則,即一種動(dòng)物的體型越大,其世代時(shí)間便越長(zhǎng),并且它的突變率就越慢。盡管這或許適用于某些哺乳動(dòng)物,但用來(lái)比較非洲大型類(lèi)人猿和人類(lèi)顯然不合適。并未參與此項(xiàng)研究的美國(guó)哈佛大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)家David Reich表示:“較大的身材并不意味著較低的突變率!薄凹幢闶茄芯看笮尚珊秃谛尚傻娜硕几械襟@訝!盫igilant說(shuō)。

為了獲得突變率,研究人員利用新計(jì)算得到的世代時(shí)間將雙親與后代之間的突變數(shù)區(qū)分開(kāi)。他們最終得到了每個(gè)物種每年的突變率。當(dāng)研究人員將新的突變率添加到3個(gè)物種的歷史中后,他們計(jì)算出人類(lèi)與黑猩猩的分離時(shí)間遠(yuǎn)早于預(yù)期??至少在距今800萬(wàn)年至700萬(wàn)年之前,甚至可能在1300萬(wàn)年前。他們還計(jì)算出大猩猩與人類(lèi)大約在1900萬(wàn)年至800萬(wàn)年前分離。Vigilant解釋說(shuō),這些時(shí)間具有很寬的跨度,這是因?yàn)樗麄兗僭O(shè)今天看到的突變率隨著時(shí)間的推移在3個(gè)物種中都是恒定的。因此一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題就是突變率在過(guò)去是否要更快。

并未參與此項(xiàng)研究的美國(guó)麥迪遜市威斯康星大學(xué)的古人類(lèi)學(xué)家John Hawks指出,這項(xiàng)研究給出了“可能是野生黑猩猩與大猩猩最精確的世代長(zhǎng)度估算結(jié)果”。而芝加哥大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家Wen-Hsiung Li則認(rèn)為,隨著從更多類(lèi)人猿那里采集到更多的數(shù)據(jù),這些世代時(shí)間與種群分離時(shí)間的精確數(shù)據(jù)還可以被修正,這項(xiàng)新研究之所以意義重大,緣于它“為研究關(guān)于人類(lèi)與黑猩猩分離時(shí)間的一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題提供了一個(gè)新方法”。


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