作者:Kerri Smith,来自自然杂志
卡米拉住在加利福尼亚州圣地亚哥,今年35岁,体重136公斤,全身覆盖着深色毛皮。她是第一只完成全基因组测序的大猩猩。
研究人员已经对人类、黑猩猩和猩猩的基因组进行了测序。理解这些来自我们最近的现存亲属的基因目录,可以揭示许多关于我们进化路径的信息——例如我们何时与我们的灵长类表亲分道扬镳,以及是什么使人类与猿类不同。
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在黑猩猩之后,大猩猩是人类最近的现存亲属。“当人类和黑猩猩分化时,不久之后大猩猩就从同一谱系中分离出来了,”艾尔温·斯卡利说,他在英国欣克斯顿的维康桑格研究所领导的团队主导了测序工作。
“拥有额外的谱系将人类进化置于重要的视角之中,”在德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所研究人类进化遗传学的沃尔夫冈·埃纳德说,但他没有参与这项研究。
该团队还将卡米拉的基因组与另外三只大猩猩的部分序列进行了比较——其中两只来自与卡米拉相同的亚种,即西部低地大猩猩 (Gorilla gorilla gorilla),另一只来自东部低地大猩猩 (Gorilla beringei graueri)。
总体而言,数据表明,大猩猩在大约 1000 万年前与人类和黑猩猩的共同祖先分离,而黑猩猩和人类在此之后约 400 万年相互分离。这有助于理清这三种大型猿类的进化难题。“长期以来,化石证据和遗传估计之间存在不一致,从某种意义上说,遗传估计得出的物种形成时间更近,”斯卡利说。
令人费解的惊喜
但基因组测序也带来了惊喜。关于大型猿类家谱的标准观点是,人类和黑猩猩彼此之间的相似性高于它们与大猩猩的相似性——因为黑猩猩和人类分化的时间更近。但是,15% 的人类基因看起来更像大猩猩的版本,而不是黑猩猩的版本。
15% 中的大部分位于不编码蛋白质的基因组部分。但研究人员也研究了功能性基因变化。他们发现,某些基因——包括一些与听力和大脑发育有关的基因——在大猩猩和人类谱系中都经历了比预期更快速的变化。
其中一些快速变化令人费解:基因 LOXHD1 与人类的听力有关,因此被认为与语言有关,但该基因在大猩猩中也表现出同样加速的进化。“但我们知道大猩猩彼此不交谈——如果他们交谈,他们也在设法保密,”斯卡利说。
埃纳德说,这削弱了该基因与语言之间的联系。“如果你在大猩猩身上发现这一点,那么这个选项就不成立了。”
大猩猩基因组的测序也可能对保护产生影响。“人们可以开始利用基因组,并尝试寻找可能与动物的适应性相关的部分,”伦敦动物学会的灵长类动物研究员哈里·马歇尔说。
那么,下一个应该加入基因组测序俱乐部的物种是什么呢?有数百种灵长类动物物种,在理想的世界中,埃纳德希望对它们全部进行测序。但是,如果没有关于行为和生理的数据,就没有多大意义。“我们还需要表型,”他说。