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

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


我們并非是唯一有代溝的靈長類動物。人類父母平均比孩子大29歲。對于靈長類動物而言,這個時間段可謂非同一般的長,然而一項新的研究顯示,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)同時表明,人類的祖先至少在距今800萬年至700萬年前便與黑猩猩分道揚鑣,而這比之前的估算提前了100萬年。

在過去的45年中,遺傳學(xué)家曾提出,今天人類的祖先和黑猩猩大約在600萬年到400萬年前分別走上了各自進(jìn)化的道路,而大猩猩的祖先則在900萬年至700萬年前便已經(jīng)開始了自己的進(jìn)化。然而由于黑猩猩和大猩猩的化石極為罕見,因此這些數(shù)據(jù)都是通過計數(shù)3個物種之間的脫氧核糖核酸(DNA)序列差異數(shù),以及通過評估靈長動物的“突變率”??或者說隨著時間的推移突變出現(xiàn)得有多快??來區(qū)分這些數(shù)字后計算得來的。但問題是,科學(xué)家通常利用來自其他靈長類動物化石的數(shù)據(jù)來計算突變率,并將這一比率應(yīng)用到非洲類人猿和人類當(dāng)中。這種方法會導(dǎo)致錯誤,因為它依賴于化石年代的準(zhǔn)確性,并假設(shè)貫穿靈長類物種的突變率都是類似的。

然而德國萊比錫市馬普學(xué)會進(jìn)化人類學(xué)研究所的分子人類學(xué)家Linda Vigilant表示,還有一條更好的途徑。她說,與研究化石和其他靈長類動物不同,研究人員其實可以使用最近的人類基因組測序數(shù)據(jù),從而更準(zhǔn)確地評估人類家庭中每一代所產(chǎn)生的平均突變數(shù)。隨后,科學(xué)家可以利用新一代的時間評估以導(dǎo)出人類和類人猿的年突變率,進(jìn)而計算出它們是從多少年前開始分離的。然而直至不久前,研究人員依然沒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類動物的DNA樣本,從而準(zhǔn)確計算每代的平均時間。

如今,在對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與美國波士頓大學(xué)的靈長類動物學(xué)家Kevin Langergraber宣布他們已經(jīng)找到了所需的數(shù)據(jù)。通過與20個研究人員的合作,這兩位科學(xué)家搜集了來自野外8個不同黑猩猩種群的、記錄了226只后代誕生時的父母年齡的數(shù)據(jù),以及來自非洲兩個不同研究場所的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DNA親子鑒定證實了它們的關(guān)系。研究人員在8月13日出版的美國《國家科學(xué)院院刊》上報告說,在后代降生時,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類動物學(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。這漫長的代溝否定了一個早已存在的經(jīng)驗法則,即一種動物的體型越大,其世代時間便越長,并且它的突變率就越慢。盡管這或許適用于某些哺乳動物,但用來比較非洲大型類人猿和人類顯然不合適。并未參與此項研究的美國哈佛大學(xué)人類遺傳學(xué)家David Reich表示:“較大的身材并不意味著較低的突變率。”“即便是研究大猩猩和黑猩猩的人都感到驚訝。”Vigilant說。

為了獲得突變率,研究人員利用新計算得到的世代時間將雙親與后代之間的突變數(shù)區(qū)分開。他們最終得到了每個物種每年的突變率。當(dāng)研究人員將新的突變率添加到3個物種的歷史中后,他們計算出人類與黑猩猩的分離時間遠(yuǎn)早于預(yù)期??至少在距今800萬年至700萬年之前,甚至可能在1300萬年前。他們還計算出大猩猩與人類大約在1900萬年至800萬年前分離。Vigilant解釋說,這些時間具有很寬的跨度,這是因為他們假設(shè)今天看到的突變率隨著時間的推移在3個物種中都是恒定的。因此一個關(guān)鍵的問題就是突變率在過去是否要更快。

并未參與此項研究的美國麥迪遜市威斯康星大學(xué)的古人類學(xué)家John Hawks指出,這項研究給出了“可能是野生黑猩猩與大猩猩最精確的世代長度估算結(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,隨著從更多類人猿那里采集到更多的數(shù)據(jù),這些世代時間與種群分離時間的精確數(shù)據(jù)還可以被修正,這項新研究之所以意義重大,緣于它“為研究關(guān)于人類與黑猩猩分離時間的一個長期問題提供了一個新方法”。


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