只憑著1.6%的基因差異,黑猩猩是怎麼變成人的呢?

2020-12-04 半畝方塘觀史

上文說到,在人類和現存的靈長類動物中,與我們最親近的親戚不是猴類,不是長臂猿,而是黑猩猩,但是只憑著1.6%的基因差異,黑猩猩是怎麼變成人的呢?準確地說,這個過程中有哪些基因發生了改變呢?接下來,我們將要講解這個故事。

圖1 人類進化圖

如上圖1所示,最初,大猩猩、黑猩猩和人類的共同祖先生活在非洲。現在大猩猩和黑猩猩仍只是生活在非洲,而且人類在長達幾百萬年的時間裡也只局限在那裡。我們人類的祖先也只能算作是猩猩物種的另一個種群分支,但經過三次轉變後,我們開啟了向現代人演化的進程。

第一次轉變發生在大約400萬年前。那時遺留下來的化石表明,我們的祖先已經習慣於用兩條腿直立行走,前肢得以解脫出來製作工具。而大猩猩和黑猩猩通常則是以四肢行走,只是偶爾才用兩條腿。

第二次轉變發生在大約300萬年前。我們的世系分成了兩個種族。一者是有著厚重頭骨和大號側切牙齒的類人猿,它們可能會吃粗糙的植物類食物,我們將其稱為粗壯南方古猿。另一者是有著較為輕薄頭骨和小號牙齒的類人猿,它們可能有著多種多樣的食物攝取,我們將其稱為非洲南方古猿。大約在170萬年前,南方古猿非洲種演化出了一種頭腦更大的種族,被稱為能人,即「巧手的人」。但能人並非是我們人類家族譜系中幾百萬年前唯一的分支。現在我們有化石方面的證據表明在當時的那片大陸上有著幾種不同類型的類人猿,或者說是早期的人類。

第三次大的轉變是石質工具的常規使用,這使得我們的祖先變得更像是人類,而非類人猿。在大約250萬年前,類人猿生活的非洲東部地區出現了大量的非常原始的石質工具。既然有多個種群的原始人,那麼他們當中的哪一個製作了這些工具?很有可能的是,製作這些最早期工具的原始人種群得以生存下來並繼續演化。

圖2 100萬年前的石器素描圖

大約在170萬年前,原始人演化出了足夠明顯的差異,使得科學家為我們的世系定義了一個新名稱——直立人,即「直立行走的人」。(直立人化石的發現時間要比我前面提到的所有早期的化石早,所以提出這一命名的科學家並不知道早期的原始人也能直立行走。)此時,粗壯南方古猿在120萬年前的某一時刻消失了。其他原始人種群,如果曾經有過的話,也一定在相近的時期滅絕了。

在大約50萬年前,我們祖先中的某些人已經看起來更像我們現代人類,與直立人也有了足夠大的差異,所以他們被歸入到我們這個種群——智人,儘管他們仍然有著比我們更厚的顱骨,更厚重的眼角。50萬年前,智人的出現能否算是一次大飛躍呢?並不能算是,因為那並不是什麼大事。尼安德特人在歐洲和中東演化。

10萬年前,智人第一次走出非洲失敗,可能是因為水土不服,或因為尼安德特人太過強大了,智人一離開非洲立刻就遭到了尼安德特人的迎頭痛擊。 6萬+7萬+年前,智人第二次成功走出非洲,擴展到阿拉伯半島,並且席捲整個歐亞大陸,從此一發不可收拾。一次基因突變,改變了智人的大腦內部連接方式,讓他們以前所未有的方式來思考,用完全新式的語言來溝通,產生能夠描述虛擬故事的語言。

在5萬年前,那時世界上有三種已知的人類族群:生活在歐洲和亞洲西部的尼安德特人,越來越像現代人的非洲族群,以及亞洲東部的第三種族群。大飛躍的舞臺已經準備好,哪一個族群將佔據領先地位呢?大約6萬年前,現代人類身上發生了某些神奇的行為轉變。那一次轉變引發了創新能力,全新的現代人類開始向中東、歐洲以及亞洲擴張,並取代了那些地區上先前生活的人類族群。在法國和西班牙發現的證據最能夠明確地證明這一場突然的崛起。6萬年前現代人類在那裡出現了,而那裡曾經是尼安德特人生活的地方。這時出現的人類通常被稱作「克羅馬農人」,這一名字取自他們的骨骼第一次被發現時所處的法國地名。他們的解剖學結構同我們十分相似,以至於如果一個克羅馬農人穿上現代人的衣服走在巴黎大街上,從任何方面都看不出他或她與現在人有什麼不同。

圖3 1.7萬年前處於冰河時期的人類的創作

是什麼使我們成為人類,為什麼只有我們這個人類種群分支——智人成為最後的人類?大猩猩、黑猩猩和人類的共同祖先生活在非洲。現在大猩猩和黑猩猩仍只是生活在非洲,而且人類在長達幾百萬年的時間裡也只局限在那裡。

我們猜測的理想答案應該是語言,解剖學與生理構造上的轉變使得複雜語言表達能夠成為可能。這樣看來,最終使我們成為完整現代人的關鍵因素可能就是發生在類人猿聲道上的某些改變——這些改變使我們能精細控制發聲,進而使得我們可以有更多樣的聲音變化。即使我們的身體構造在過去的6萬年裡幾乎沒有發生任何改變,大飛躍之後的人類文明演化也要比那之前幾百萬年的更加迅速。

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  • 黑猩猩與人類的基因相似度高達98.5%,為什麼卻不屬於人類?
    3-5隻,有的群體數量多的可達30-50隻。在歷史前期,人類與黑猩猩的祖先經常生活在一起,多少會有些類似,但是人類和黑猩猩的祖先是在約500-600萬年前分道揚鑣的。後來經過時間的推移,它們分別沿著各自的進化方向,最終人類祖先進化出了我們,而黑猩猩的祖先在約300萬年前又分成了兩支,經過演化變成了如今的黑猩猩和矮黑猩猩兩類。
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  • 人真的是600多萬年前外星人通過對黑猩猩進行基因改造而來的嗎?
    首先是外形,雖然人是直立行走的動物,但是人與其它哺乳動物一樣都有相同的構造。其次,所有的哺乳動物都有一定的基因相似度,比如看似小巧的老鼠,實際上與人的基因相似度高達85%,人與牛的基因相似度高達80%,與黑猩猩的基因相似度最高,高達99%左右。
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    通過解剖發現,直立人的肢骨跟智人沒有很大的差別,也就是說,在這個變化過程裡,人四肢的變化要比大腦的變化早一些,既然如此,社會行為和人非常相似的黑猩猩,能不能通過發展四肢、參與社會活動而進化成人類呢?
  • 黑猩猩會變成人嗎?
    人類和黑猩猩有一個共同的祖先:猿科動物。換句話說,人和黑猩猩都是猿科動物演化而來的。這麼說,黑猩猩總有一天會演化成人嘍?
  • 為什麼有些科學家說人是「第三種黑猩猩」,這種說法有什麼依據?
    然而,比較基因的異同,98.4%的基因是相同的,只有1.6%的基因不同。從這一點上,我們可以判斷人類是第三種黑猩猩。那麼這種分子差異是如何測量的呢?研究人員使用同樣的DNA熔融方法發現,人類和黑猩猩之間的遺傳差異為1.6%,是其他兩種黑猩猩(黑猩猩和倭黑猩猩)0.7%差異的兩倍多,但這是人類和其他動物之間最小的遺傳差異。98.4%的相同基因決定了人類是除黑猩猩和倭黑猩猩之外的第三類黑猩猩,這種相似性甚至滲透到血液中。例如,就像兩顆豌豆一樣,血紅蛋白是人體紅細胞中的氧分子。
  • 人類是第三類黑猩猩?基因只差1.5%,真正的差距究竟在哪?
    比方說,通過研究,人類與果蠅之間的共享遺傳信息是60%,人類與老鼠之間的相似度是80%,而作為人類的「近親」,人類與黑猩猩的相似度高達98.5%。要知道,人和人之間的基因差異最多也不過1.5%左右,這表明,黑猩猩幾乎可以看作是一個「進化中的人」,甚至,科學家通過研究發現,人類和黑猩猩在Rh陽性血型上,竟然是可以互相輸血的,不存在種族隔離等各類限制。
  • 是什麼決定了人與黑猩猩的不同?
    在與人類最接近的黑猩猩等類人猿的行為調查研究之外,2000年代又有了比較基因的新方法。在這個領域,日本的貢獻很多,最近又調查了大腦中基因的作用,更進一步接近了人類的秘密。據《日本經濟新聞》12月20日報導,人類和黑猩猩的全部遺傳信息約有98.8%是相同的,不同的只有1.2%。但是,二者的社會生活形態和行為模式卻大相逕庭。這是為什麼呢?
  • 人類與黑猩猩基因相似度90%,能否修改基因使猩猩成為新人種?
    總體上來看黑猩猩和人類基因相似度在90%左右,但依然包含了大量的基因差異,染色體數量黑猩猩多一條,即便是持續地修改基因,黑猩猩也無法進化為一個新的人種。人就是人,黑猩猩就是黑猩猩,進化歷史的差異使得黑猩猩和人類有了較大的基因差異,科學上所說的人類和黑猩猩的基因相似度並不是說有多少相同的基因,而是基因序列存在高度的相似。