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说人类是由动物演变的,那么谁能说清楚,地球上的其他物种有哪一个的基因跟人类有关?

来源:小高教学网 作者:本站 时间:2023-03-01 12:38:28 阅读次数:0

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网友提问:

说人类是由动物演变的,那么谁能说清楚,地球上的其他物种有哪一个的基因跟人类有关?

精选优质答案:

我来举几个例子吧,一个涉及到一种疾病和治疗这种疾病的方法:一型糖尿病和胰岛素。另一个涉及到动物体节发育的秘密。实际上,从基因水平研究生物进化,已经是一个科学的分支了。在生物学的分类研究中,也只有基因组研究才能分辨不同物种之间的亲缘关系,这种新的生物分类方式被称为系统发育树。正是通过基因的相似性,我们才确定了和人类亲缘关系最近的动物是倭黑猩猩,我们和它们之间的相似性高达98%

在经历千年时间之后,医学界终于明白了一点点关于糖尿病的秘密,一种缺乏胰腺所生产的抗血糖物质所导致的疾病,这种胰腺分泌出的抗血糖物质,现在称为胰岛素。1921年,加拿大青年外科医生班廷(Frederick Banting),成功从胰腺导管结扎后的狗的萎缩胰腺中提取出胰岛素,并证明它能够维持胰腺被切除后狗的生存。1922年1月11日,14岁的雷纳德.汤普森,成为人类历史上第一个接受从动物胰腺中提取出的胰岛素进行治疗的患者,他的名字也因此被载入史册。

直到今日从动物胰腺中提取的胰岛素,依然是治疗一型糖尿病患者的胰岛素重要来源。那么问题来了。

为什么可以用来自动物的胰岛素治疗人类的糖尿病?

这是因为,人类的胰岛素基因与动物胰岛素基因高度相似。请看图

图示:人猪牛胰岛素对比,人和猪胰岛素之间只有一个氨基酸不同。这是为何临床上大多使用猪胰岛素治疗糖尿病的原因。

动物身体发育的秘密——HOX基因家族。

HOX基因家族,最初是在研究果蝇的身体发育过程中被发现的,后来这些基因被证明广泛存在于自然界各种动物中,是相当古老的基因,控制着各种动物的身体发育过程。

Hox genes又称为同源异形基因,是专门控制生物身体发育形态的基因,这些基因如果发生突变,就会使身体变形,这些变形既可能是毫无价值的畸形,也可能开启新的身体演化(进化)道路,成为一个新的物种。Hox基因最重要的特色是其排列顺序与其作用顺序、作用位置相关,例如位在较靠近3'端(DNA的其中一端)的基因,作用的位置较靠近头部,反之则靠近尾部。这种染色体上的排列顺序对应着身体上的发育顺序,如此机械简单的对应关系,实在让人颇为吃惊。只能说最初的一切都是简单的,连如今让人看起来眼花缭乱莫衷一是的基因表达调控在遥远的过去也并不是件太复杂的事情。

而在人体中的HOX基因也成为研究的热门对象,人类的Hox基因可分成4个基因群集,分别位在不同的染色体上,这些染色体分别是7号、17号、12号与2号。人类的Hox基因在书写时以全大写表达,例如HOXA、HOXB、HOXC与HOXD。

图示:人和果蝇的对比。HOX基因作用于人和果蝇,所对应的身体不同部位。

图示:果蝇蛹和老鼠胚胎中HOX基因控制的身体部位比对图,不同的HOX基因使用不同的颜色。

人类和黑猩猩在基因(分子)水平上的相似性

图示:人类染色体和黑猩猩染色体的对应关系,红色代表人类,蓝色代表黑猩猩。

人类比黑猩猩少了一条染色体,研究发现,人类的2号染色体相当于黑猩猩的某两条染色体的结合,因此为了方便对应研究,黑猩猩的这两条染色体被命名为2A和2B。这个融合事件发生在遥远的过去,有理由认为这标志着人类的祖先和黑猩猩的祖先,在进化上从此分道扬镳,因为染色体数量不同的动物之间,很自然的就会发生生殖隔离现象,人类是23对染色体,而黑猩猩则是24对染色体。

实际上,这样的变化发生在配子形成的过程中,很可能是一次天外事件,比如超星星爆炸产生的各种射线穿过地球的时候,恰好照射到一群人和黑猩猩的共同祖先,某种大猿的身体上的时候,产生了染色体缺陷,在细胞修补缺陷的时候,将2A和2B染色体给不小心融合在了一起,这个关键性的错误,让这群大猿生下了拥有23对染色体的后代,这群后代虽然初看起来与父母们没啥差别,但实际上生殖隔离已经发生,可以看作是罕见的一次成种事件。不过,由于难以验证,所以只能当一个假说了。

图示:今天的生物亲缘关系树(进化树),已经开始使用基因证据来分类了,虽然多数情况下与肉眼观察到的生物性状大致一样,但还是有一些重要改变,尤其对于那些长得很像的物种,谁和谁的亲缘关系更近,只能依靠基因证据。

最后,要说明的是,自达尔文提出进化论以来,它已经渗透到了生物学研究的各个方面,成为默认的生物学研究的基础,指导着各个生物学领域的研究方向,而不是简单的一句话一个结论,而在研究的过程中,初始的进化论除了最重要的核心思想之外,其他许多方面都已经发生了改变,尤其在遗传学方面,毕竟达尔文所在的时代,遗传学还没有真正诞生,虽然达尔文一生中在生物学领域提出了许多洞见(不仅仅是提出进化论),但在遗传学萌芽期,他同样犯下错误,而认同当时错误的流行假设——融合遗传。但后世的遗传学家们在经历过一段时间的反复之后,最终将新遗传学和进化论结合在一起,创立了新综合进化论。现代新综合进化论将两个重要发现结合在一起,首先是进化的选择单位(基因)与进化机制(自然选择)结合在一起,道金斯写下一本在大众科普领域的不朽杰作《自私的基因》。同时还统合了许多新生物学分支,例如遗传学、细胞生物学、系统分类学等。在创建新综合进化论的过程中,数理统计学家罗纳德·费希尔、生物学家休厄尔·赖特与J·B·S·霍尔丹,以及遗传学家摩尔根、费奥多西·杜布赞斯基(他有个经典演讲——若无进化之光,生物学将毫无道理)、朱利安·赫胥黎、恩斯特·迈尔(生物学经典专著《生物学思想发展史》)、乔治·盖洛德·辛普森、斯特宾斯等做出过重大贡献。

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