人类的算法
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

基因测量工具的使用

一直到20世纪60年代末,两名加利福尼亚州的遗传学家——文斯·萨里奇(Vince Sarich)和艾伦·威尔逊(Alan Wilson)才“冒天下之大不韪”,跳出来宣称人类与猿类的共同起源在时间上可能要近得多,而且大概也就是300万年前。这一看似离谱的说法其实是有坚实基础的,其依据就来自人类和非洲大型类人猿在遗传密码上的相似之处。20世纪50年代以来,基因学的发展使得我们具备了破译遗传密码的能力,DNA这种蜷曲盘旋、生生不息又无所不在的化学链,已经被广泛地接受为解释遗传现象的生化标记物。

那么研究人员又是怎样得出这个推论的呢?我们已经知道,遗传密码的结构可能会随着时间的推移而改变。这主要是因为DNA作为组成遗传密码的分子,其复制过程并不完美,也就是存在常说的基因突变。在很多(不是全部)情况下,基因突变对机体功能没有什么影响,但假以时日,这种个体上的细微差异会通过世代不断积累下来,组成所谓的“遗传包袱”(genetic baggage)。由于这种隐性突变发生的概率是大致恒定的,所以通过比较任意两个个体在基因上差异的数量,就可以粗略估计出两者的最后一个共同祖先出现的时间点。当然,如果涉及机体某一部分功能的DNA编码发生了一点点变化,情况就不同了:这部分特定的基因要么成功地传宗接代,要么无缘传承下去。由此,自然选择就会发挥威力,历史的进程会因此而变,这就是伟大的达尔文进化论。简而言之,如果与自然选择有关,基因变化的频率会非常快,几代之内就会出现明显的变化。而如果基因突变是中性的,自然选择懒得施加压力,那么这种基因的变化就会以一种非常缓慢的、渐变的形式存在下去。

正是这种复制误差的缓慢累积,使得萨里奇和威尔逊想到,或许他们可以将其看作一座分子钟人类基因组中包含数十亿对基因,其中只有大约3万对参与了人体及其性状的表达。其他在生物学中被称为“垃圾Dna”,不过是一堆结构化的元素和病毒的混合体,在自生命之初开始的漫漫进化之路中,人类被漫不经心地塞进了Dna里面。这堆“垃圾Dna”一直静静地待在分子老窝里,随着宿主的繁殖毫不费力地复制了一代又一代。既然对人体没什么影响,自然选择也不会来找它们的麻烦,它们所经历的只是突变这一内部过程。所谓分子钟,就是利用这样的基因片段来构造的。,并以此来重构血缘相近的现存物种之间的分化时间表。然而,业界对这种分子钟所显示出来的人猿分化时间点极为不安,原因很简单:300万年前太近了。几十年来,各路研究人员一直坚信,人猿分化是在距今2000万~1500万年前发生的,原因也很简单,化石就是确凿的证据!300万年前?太荒唐了!新的基因技术?有问题吧!显然,分子钟所告诉我们的结果与化石记录差了十万八千里,人们很容易提出质疑、发出嘲讽。分子钟?要么是钟坏了,要么是表没对准!

这场论战中最终还是自然规律占了上风,真理的天平偏向了遗传学家。萨里奇和威尔逊最初的推断被证实了:分子钟的确有用,而且可以用来有效地判断两个物种之间分化的时间点。现代人类和类人猿之间的血缘关系比任何人想象的都要亲近得多。尽管后来有人发现,黑猩猩和人类的最后一个共同祖先存在的时代要比300万年前更远一些,但这仍然反映了一个比化石记录要近得多的时间点。关于这个时间点,目前最好的估计是距今700万~500万年前。对染色体分析得越深入,结果就越收敛于这个关键的时间段。当然,从地质学的角度来看,500万年也好,700万年也罢,都只是一眨眼的工夫,毕竟,灵长类动物的历史已经有6500万年了。

真正令人吃惊的是,人类与黑猩猩的血缘关系更密切(与之共享一个更近的共同祖先),而不是与大猩猩或者猩猩的关系更近。这个发现完全颠覆了我们对灵长类动物分类和人类起源的认知。原来,人类的进化并没有那么长路漫漫、特立独行,而只是猿类大家族进化分支中的一小部分。不仅如此,分子证据确凿无疑地表明,在黑猩猩自立门户之后,人类还在非洲大型类人猿的大家庭里舒舒服服地待了很久。而猩猩早在大约1500万年前就脱离了它的非洲大型类人猿祖先,跑到亚洲大陆上掀起了一场长期独立的进化运动。

这一切除了让我们感到不安,还意味着我们必须打起精神来,对猿类动物进行一次彻底的重新分类,还要再次梳理一下人类与各个亲戚之间的关系。事实上,人类和黑猩猩之间的关系太近了,正如人们常说的,人类与黑猩猩分享了98.5%的DNA,有人甚至打趣说,人类只是发疯的黑猩猩罢了。而从分类学的角度讲,黑猩猩其实不是我们的表兄弟,而是我们的亲姐妹。