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2012-05-30 11:14:28 作者:整理 来源:化石网 浏览次数:2129 文字大小【】【】【

摘要:  我们与黑猩猩为何如此不同   没有人会将人类与黑猩猩混为一谈,但我们与黑猩猩的基因相似度却接近99%,基因组学研究进展正在努力破解我们的基因为何与黑猩猩如此相像之谜。   人类与黑猩猩的基因组之 ...

  我们与黑猩猩为何如此不同

  没有人会将人类与黑猩猩混为一谈,但我们与黑猩猩的基因相似度却接近99%,基因组学研究进展正在努力破解我们的基因为何与黑猩猩如此相像之谜。

  人类与黑猩猩的基因组之间的差异虽然只有1%多一点,但影响却十分巨大,让人类与黑猩猩有了根本的区别。例如,让我们拥有了语言能力的人类FOXP2基因所制造的蛋白质,与黑猩猩的对等蛋白质不同的只是两个氨基酸。此外,微脑磷脂和ASPM基因的细微差别有可能决定了人类和黑猩猩大脑发达程度的巨大差异。

  但是,蛋白质的进化只是造就人类的部分原因。耶鲁大学的詹姆斯·努南认为,基因规则的变化也是关键之一,即基因在何时何地表达出来,某些重要基因的突变很可能带来致命的结果,但他同时指出,“改变单一组织的某个基因表达或仅一次改变某个基因表达,对于进化来说是一种更为安全的方式。”许多科研人员正在加紧对黑猩猩和人类大脑等组织之间的基因表达进行比较,以找出关键性的规则差异,努南的实验室也是其中之一,许多奥秘还有待于进一步发现。

  此外,西雅图华盛顿大学的伊万·艾克勒指出,基因复制有可能产生多样化和新功能的基因家族。艾克勒的实验室确认了对我们生物体产生多方面影响的基因家族,从我们的免疫系统到大脑发展等。据他揣测,基因复制对人类认知能力进化起着重要的作用,但并非没有代价:更易导致神经系统障碍。

  复制错误意味着整段DNA会被意外删除,病毒或其他基因物质就会乘虚而入,融入我们的DNA,人类基因组内包含着26000多个这种基因突变,其中许多与人类和黑猩猩之间的基因表达差异有关。

  即使完整的基因差异图也无法完全解释人类与黑猩猩如此不同的谜团。加州大学圣地亚哥分校的阿吉特·瓦基认为,造就人类的大部分原因是代代传承的文化因素,基因与文化的共同进化才是人类进化的主要力量,例如,牧民后代更容易消化牛奶蛋白。要解开人类在地球生物界的独特地位之谜,我们必须了解基因组是如何构建身体和大脑的?大脑是如何创造出独特的人类文化的?人类文化最终又是如何反过来影响和改变基因组的?但这个目标离我们依然还很遥远。

  为什么我们能够直立行走

  达尔文曾提出,人类直立行走是为了更好地制造和使用工具,但新的理论认为,人类直立行走更有可能是为了身体的散热和跑得更快更远。

  查尔斯·达尔文曾提出,我们的祖先开始直立行走,是为了腾出双手制造工具,但我们现在知道这种说法并不正确,因为至今为止发现的最古老的工具只有260万年历史,而古人类化石的解剖结果显示,人类开始两足行走出现于420万年前,甚至600万年前。

  直立行走有许多优势,但获得直立行走的技能需要身体结构的相应变化,人类学会直立行走是一个漫长的过程,最初可能非常笨拙并且不太稳当。据科学家推测,这一过程可能从生活在树上的猿类动物时就开始了,猩猩和其他灵长类动物在进食时,会沿着树枝直立起来,但这并不足以解释为什么人类会进化出适合于直立行走的身体结构。

  从进化的意义上看,更为令人信服的解释是:两足行走将大大提高生存能力,直立行走的雄性可以获取更多的食物,以养活自己的伴侣和后代。但亚利桑那州立大学的唐纳德·约翰逊对此提出异议,认为没有证据表明当时一夫一妻制已经起源,约翰逊在1974年发现了320万年前已经能够直立行走的南方古猿“露西”,他指出,早期人类雄性远比雌性高大,这表明雄性和雌性之间更多的是竞争,而不是合作。

  约翰逊认为,问题在于直立行走能带来什么好处,一种可能性是,直立行走的个体比别人走得更远,可以获得更多的食物来源,活得更长并繁衍养活更多的后代。此外,直立行走可以让他们空出双手携带东西,还能让自己站得更高,看到更远处食肉动物逼近的危险。在空旷稀疏的草原上,直立行走有助于减少身体直接暴露在酷热阳光下的面积,同时也更具灵活性。牛津大学的罗宾·邓巴认为,直立行走能够让我们的人类祖先走得更快更远,有利于长途跋涉和在大草原上长时间追捕猎物。

  为什么人类能在全球范围散布开来

  6.5万年前,人类开始了划时代的全球大迁徙,非洲人口爆炸和创新冒险基因的产生都是因素之一。

  人类祖先曾经历了多次史诗般的大迁徙。180万年前,直立人走出非洲进入东南亚,迈出了走向全球的第一步。大约100万年后,尼安德特人的祖先出现在欧洲。12.5万年前,智人进军中东地区。约6.5万年前,一群现代人类走出非洲,征服了世界,对于任何物种来说,这都是非凡的成就,更何况对于貌似弱小而无浓密体毛防护的猿类物种来说,究竟是什么赋予了人类在全世界开枝散叶的巨大力量呢?

  或许一切都始于一场人口大爆炸。所有的人类都属于与母系祖先相对应的四个线粒体谱系(L0、L1、L2和L3),但只有L3在非洲之外被发现。新西兰奥克兰大学的昆廷·阿特金森和他的同事发现,这一谱系在1万年前经历了人口爆炸,导致了大批人口外流,非洲之角的人口拥挤促使大量人口跨越红海,沿着亚洲南部海岸向外迁移。

  当时的非洲为何会人口激增仍然是个谜。阿特金森推测,在长达10万年的时间里,非洲气候干旱和洪涝灾害频繁交替出现,直到7万年前,气候条件渐趋稳定,人类的创造力也得到了发展,导致人口大量增加。

  英国剑桥大学的保罗·梅拉尔斯认为,技术、经济以及社会和认知行为的日益复杂化推动了人口爆炸,这一时期,人类开始制造复杂的工具,能更有效地利用食物资源,并产生了艺术和象征性的纹饰,人口的迅速增长超出了当地的承载能力,人类不得不向外发展,由此走向世界。

  基因突变也是人类走向世界的因素之一,例如,最早最快迁出非洲的人口普遍具有一种更具冒险和进取精神的“创新型基因”DRD4-7R。

  为何古人类的科技水平发展如此缓慢

  早期人类利用尖锐的石片作为工具,但却花了至少100万年的时间来改善和制造工具,原因是缺乏足够的社交能力。

  20多年前在埃塞俄比亚的阿法尔地区干裂的河床发现了一些尖锐的石片,这是迄今为止发现的最古老的工具人类于260万年前使用的工具,在此之后,又过了100万年,我们的人类祖先才有了下一个技术突破,这时,有人意识到卵石本身可以加工成工具,而不必仅仅依赖河卵石上掉下的尖锐碎片作为工具,“这时已经有了可以辨别为类似手斧的工具,虽然还很粗糙,”亚特兰大埃默里大学的迪特里希·斯托特说道。又过了100万年,早期现代人类才真正完善了工具制造技术,人类学会使用和制造工具为什么会耗费如此漫长的时间?

  人类的智力水平发展在其中起着重要的作用,在最早的工具出现之后的200万年里,古人类的大脑体积增加了1倍以上,达到大约900立方厘米。制造工具无疑需要智慧,斯托特利用核磁共振成像技术对正在敲击石块者的大脑进行扫描,以研究制造工具时哪些大脑区域最为活跃。研究表明,早期的技术创新取决于人类新发展的知觉动作能力,如对关节的控制能力等,斯托特认为,这一时期古人类认知能力有了很大的提高,人们已经能够利用木材和骨头等材料来制造工具。

  “即使如此,石制工具的进步还是异常缓慢。”伦敦自然历史博物馆的克里斯·斯特林格说道。现代人类活得更长,他们有足够的时间,并拥有多种方式将信息代代相传,而直立人等古人类的寿命最长只有30年,尼安德特人可能达40年,而群体之间也几乎没有多少联系,此外,古人类艰难的生活也无法承担得起创新和发明带来的风险。

  英国雷丁大学的马克·帕吉尔怀疑智人之前的早期人类缺乏创新所需要的思想交流,他举了黑猩猩的例子,黑猩猩会使用粗糙的石制工具,但却无法取得技术进步。他指出,大猩猩通过反复试验来学习,而人类是通过互相观察来学习,而且我们能够分辨哪些经验是值得仿效的,如果帕吉尔的观点是正确的,那么社会性的学习方式便是点燃科技革命的火花。帕吉尔指出,正是有着发达大脑的现代人类的出现,才有了加速的技术进步。

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本文引用地址:http://web.uua.cn/Palaeoanthropology/show-6535-1.html

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