人類進(jìn)化，基因大流失

劉笑麟

一路進(jìn)化一路丟失的基因

人類的祖先生活在沒有智能手機(jī)、沒有WiFi、也沒有網(wǎng)購的時(shí)代，但是他們卻比我們多擁有一些東西——根據(jù)最近的一項(xiàng)研究，人類在進(jìn)化過程中丟失了數(shù)萬個(gè)基因，人類祖先比起現(xiàn)在的我們?cè)诨蚍矫娓案挥小薄?/p>

一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來自125個(gè)不同地區(qū)的236個(gè)人的DNA進(jìn)行了分析。并將其與黑猩猩、猩猩以及尼安德特人和丹尼索瓦人等的基因組進(jìn)行比較，得出了一系列出人意料的結(jié)論。

人類基因組有大約30億個(gè)堿基對(duì)，它們住在染色體中，給人體每一個(gè)細(xì)胞都做上獨(dú)屬于這個(gè)人的標(biāo)記。堿基對(duì)是形成DNA、RNA單體以及編碼遺傳信息的化學(xué)結(jié)構(gòu)。能夠構(gòu)成DNA的堿基包括C（胞嘧啶）、G（鳥嘌呤）、A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）四種?？蒲腥藛T通過研究，用這四種堿基標(biāo)記繪制出了迄今為止最能反映基因多樣性、最詳盡的基因圖譜。

研究表明，1300萬年前，人類從非洲大陸上與猿分道揚(yáng)鑣時(shí)，便失去了約1580萬堿基對(duì)；之后隨著人類在世界范圍的大遷徙大擴(kuò)散，又有約1216萬對(duì)獨(dú)特的DNA鏈條丟失。人類基因組的平均基因約為765個(gè)堿基對(duì)的長度，這意味著人類在與猿分化的過程中可能丟失了多達(dá)37000個(gè)基因。而到200萬年前早期智人從非洲遷徙出來的時(shí)候，總共遺落了約4070萬個(gè)堿基對(duì)。研究人員稱，這些丟失的堿基對(duì)中約有一半是重復(fù)段，但是其中有2796萬堿基對(duì)是獨(dú)一無二的。

人類進(jìn)化史上基因變化復(fù)雜

這意味著，在進(jìn)化過程中我們的基因圖譜出現(xiàn)了重大變化。人類基因中的一些部分在不斷地被改寫、復(fù)制，毫無緣由地被剔除。你就想象一個(gè)四歲的孩子拿著一張彩圖，一把剪刀，一瓶膠水，一個(gè)下午過去，同樣的圖一定變了形狀，變了色塊，多出了一些碎紙片，也多出了一些小窟窿，這就是進(jìn)化過程中我們基因的變化。

科學(xué)家們正試圖找尋這些錯(cuò)亂的基因碎片的意義，他們通過研究這些基因變化來重現(xiàn)我們的進(jìn)化歷史。科研人員比對(duì)不同種群之間的基因，開始慢慢拼湊出在漫長的進(jìn)化史上人類進(jìn)化的過程和與其他種群分化的時(shí)間。

我們的祖先在進(jìn)化過程中面對(duì)著復(fù)雜的環(huán)境，經(jīng)歷過千難萬險(xiǎn)，由于各種條件的限制，也有過與其他人類種群雜交，或者近親繁衍的情況。通過將人類基因和黑猩猩、猩猩、以及尼安德特人和丹尼索瓦人等的基因進(jìn)行比對(duì)，我們可以更好地了解人類進(jìn)化的復(fù)雜性。

科學(xué)家們特別關(guān)注DNA中一個(gè)被稱作“拷貝數(shù)變異”的基因片段，它能夠決定DNA片段復(fù)制數(shù)的變化。研究人員發(fā)現(xiàn)已滅絕的丹尼索瓦人的基因中，大量片段可以在大洋洲的人類身上找到，如南太平洋島嶼人群。由此可見，4萬年前可能有過那么一段時(shí)間，現(xiàn)代人類的祖先曾經(jīng)和丹尼索瓦人有過密集的雜交。專家推測(cè)，那些在丹尼索瓦人第16號(hào)染色體中發(fā)現(xiàn)的一些基因，可能早在44萬年前就已產(chǎn)生了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組中有約10.4萬個(gè)堿基對(duì)在現(xiàn)代人類身上無跡可尋。

類似的，人類共同祖先的一些基因中有約3.33萬堿基對(duì)在尼安德特人和丹尼索瓦人身上找不到蹤跡，說明這些已滅絕人類種群在當(dāng)時(shí)也丟失了大量DNA。

通過基因研究人類進(jìn)化史

現(xiàn)代人類如何在復(fù)雜的環(huán)境變化中存活下來，并且欣欣向榮，而其他人類種群卻在進(jìn)化中消亡、泯滅，這是科學(xué)家們一直力圖揭開的謎團(tuán)。通過基因的比對(duì)，能夠?yàn)槿藗兞私馊祟惖靡源婊罘毖艿脑蛱峁┭芯烤€索。

基因的刪減或復(fù)制都對(duì)人類進(jìn)化有著重要的作用。人類從非洲遷徙出來的過程中有許多人死亡，這可能是造成許多基因丟失的一項(xiàng)重要原因。在非洲人身上我們能夠找到更多祖先基因序列的證據(jù)。其他人群經(jīng)歷了更多的環(huán)境變化、生存磨難，因此留下來的祖先基因傳承不像非洲人那樣突出。

研究表明，基因中缺失的部分更能夠反映人類在進(jìn)化史中的選擇，而DNA重復(fù)序列則更能表現(xiàn)基因亞種群。不管是缺失DNA還是DNA重復(fù)序列，在非洲人、大洋人、印第安人身上都更為突出，而非洲人則更多地保存了人類祖先的基因。科學(xué)家認(rèn)為DNA的丟失和復(fù)制現(xiàn)象可能會(huì)是重要的進(jìn)化動(dòng)力，研究這些基因變化具有重要意義。例如，有一些人有六對(duì)CLPS基因，這種基因與胰腺酶相關(guān)聯(lián)，可以有效降低血糖水平。另外非洲一些人的基因中的復(fù)制部分能夠保護(hù)身體，免于受到椎蟲寄生蟲引發(fā)的昏睡病影響?？茖W(xué)家們正對(duì)各類基因做標(biāo)記，對(duì)這些有趣的復(fù)制現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

在進(jìn)化過程中損失如此多的DNA是很嚴(yán)重的事嗎？雖然現(xiàn)代人類丟失了許多DNA，但畢竟也沒有像《星際迷航》里所述的那樣夸張，退化成無眼魚群。或許進(jìn)化只是在幫助我們的基因修枝剪杈，剔除一些不需要的部分而讓整個(gè)族群的基因更優(yōu)，有更好的發(fā)展。不管怎么說，這都是科學(xué)家們第一次詳細(xì)記錄下人類大段基因的丟失和增加，要完全弄明白這些基因的秘密，恐怕還有很長的道路要走。