马克斯·普朗克化学生态研究所的生物信息学家伯恩哈德·豪博尔德提供了以下解释
图片来源：伯恩哈德·豪博尔德 |
人类、黑猩猩、大猩猩、猩猩及其已灭绝的祖先构成了一个被称为人科的生物家族。研究人员普遍认为，根据解剖学和遗传学的比较，在这个群体中的现存动物中，人类与黑猩猩的亲缘关系最为密切。
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如果生命是像查尔斯·达尔文所说的那样“经修改的演化”的结果，我们可以尝试将其历史表示为一种家谱树，该家谱树源自这些形态学和遗传学特征。这种树的末梢显示了今天仍然活着的生物。树的节点表示连接到该节点的所有末梢的共同祖先。生物学家将此类节点称为一组生物的最后共同祖先，而连接到特定节点的所有末梢构成一个进化枝。在右侧的人科图表中，由节点 2 指定的进化枝包括大猩猩、人类和黑猩猩。在该进化枝内，与人类共享最近共同祖先的动物是黑猩猩。
来源：伯恩哈德·豪博尔德 人科的家谱树显示黑猩猩是我们现存亲缘关系最近的亲戚。 |
有两种主要的证据类别可以让我们估计特定进化枝的年代：化石数据和来自现存生物的比较数据。化石在概念上很容易解释。一旦确定了化石的年代（例如，使用放射性碳或热释光测年技术），我们就知道所讨论的生物的祖先至少在很久以前就存在了。然而，与我们周围 vast 的生物多样性相比，可用的良好化石很少。因此，研究人员也考虑比较数据。我们都知道，兄弟姐妹比堂兄弟姐妹更相似，这反映了兄弟姐妹比堂兄弟姐妹（祖父母）拥有更近的共同祖先（父母）这一事实。类似地，人类和黑猩猩之间的相似性大于人类和植物之间的相似性被认为是人类和黑猩猩的最后共同祖先比人类和植物的最后共同祖先要近得多的证据。在这种语境下，相似性指的是眼睛和骨骼结构等形态特征。
形态学数据的一个问题是有时难以解释。例如，确定哪些相似性是由共同祖先造成的，哪些是由趋同进化造成的，有时可能证明是棘手的。此外，几乎不可能从这些数据中获得时间估计。因此，尽管进行了解剖学分析，但由于缺乏合适的数据，许多生物群之间的进化关系仍然不清楚。
这种情况在 20 世纪 50 年代和 60 年代发生了变化，当时分别获得了蛋白质序列数据和 DNA 序列数据。可以比较来自两种生物的蛋白质（例如，血红蛋白）的序列，并计算两个序列不同的位置的数量。很快从这些研究中了解到，对于给定的蛋白质，每年氨基酸取代的数量——作为第一近似——可以被视为恒定。“分子钟”的发现由此得名。如果使用化石数据或大陆漂移数据校准时钟，那么理论上可以根据其序列的比较来计算各个生物群的年代。
使用这种推理，据估计人类和黑猩猩（我们与他们共享 99% 的基因）的最后共同祖先生活在五百万年前。再往前追溯一点，人科进化枝有 1300 万年的历史。如果我们继续更久远地追溯时间，我们会发现胎盘哺乳动物有 6000 万到 8000 万年的历史，而最古老的四肢动物或四足动物生活在 3 亿到 3.5 亿年前，最早的脊索动物（具有脊索的动物）出现在大约 9.9 亿年前。人类属于这些连续更广泛的群体中的每一个。
我们能以这种方式追溯到多远？如果我们试图追溯我们星球上的所有生命，我们受到地球 45 亿年年龄的限制。最古老的类似细菌的化石有 35 亿年的历史，因此这是地球上生命年龄的上限估计值。问题是，在这个日期之前的某个时间点，所有生命形式的最后共同祖先，一个“普遍祖先”是否存在。在过去的 30 年里，所有植物、动物和微生物的潜在生物化学统一性变得越来越明显。所有生物都共享相似的遗传机制和与代谢相关的某些生化基序。因此，很可能曾经存在一个普遍祖先，并且在这个意义上，所有活物都彼此相关。最早的生命形式进化成第一个真核细胞花费了超过 20 亿年的时间。这产生了植物、真菌和动物的最后共同祖先，它们生活在大约 16 亿年前。
今天围绕生物进化的争议反映了生物学家接受进化思想的时间较晚。其中一个原因是，在有生之年很难观察到生物的显着修饰。达尔文从未在自然界中看到进化发生，不得不依赖来自化石以及动植物育种的证据。他认为在一个物种内观察到的差异会随着时间的推移转化为物种之间差异的观点仍然是他那个时代关于生物多样性最合理的理论，但令人尴尬的是缺乏对这一过程的直接观察。今天，这种情况已经改变。现在有许多关于自然界进化的非常引人注目的记载，包括对加拉帕戈斯群岛的雀类的杰出研究——正是这些动物首先激发了达尔文的工作。
延伸阅读
雀喙：我们时代的进化故事（Vintage Books，1995 年）