基因在进化论中的角色.docx

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基因在进化论中的角色

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摘要人类作为地球上最与众不同的特种，与其他动物有着巨大差异，但是从基因的角度来讲，多年以前人类与其他动物并没有本质区别，这一切都是进化的结果。经历了数万年的进化，人类由最初的普通灵长类生物衍变成为高级动物，基因在其中的作用功不可没。本文中将通过对比人类与大猩猩的基因，探讨基因突变与基因进化规律，并对人类今后的进化趋势进行分析。

1.人类的基因进化与大猩猩的比较

据估计，一千三百万年前，黑猩猩和人类拥有共同的祖先，在研究人类基因组中的核苷酸替换积累这个过程中，黑猩猩提供了相关的非人类核苷酸的对比。黑猩猩被用于比较的原因有二，首先，所比较的序列之间的密切关系最大限度地降低了同一地点的多次替代将掩盖结果的风险。第二，由于相对短的分叉时间，因为共同的祖先，可能会影响DNA序列变化积累的过程（例如重组和突变率的区域差异）不会发生剧烈变化[1]。

人类和黑猩猩基因组的早期比较研究确定了DNA序列差异程度约为1.6％，从那时起，关于分歧模式的一些知识就已经少有补充。只有在最近，对黑猩猩基因组53个基因间常染色体的研究表明，分歧的程度只有1.24％[2]。然而，人类基因组的不同区域在基础组成上不同和与黑猩猩分歧的程度不同。因此，需要抽取大量的DNA序列以得知黑猩猩与人类基因组之间的发散程度。

人类与黑猩猩的基因组之间的差异虽然只有1.24%，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[3]。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。”

2.基因突变与优胜劣汰

传统进化论认为进化是由于基因突变，环境筛选的结果[4]。一种物种进化成为更能适应环境的物种会有两种情况发生：（1）其中有一个个体获得了更能适应环境的突变。（2）其它个体由于没有获得突变，没留下后代。对于非常大量的低等生物来讲，这个理论是可行的，但是对于中等或高等生物来讲，这个理论是不成熟的。例如类人猿进化为智人的例子：（1）类人猿的数量不足以随机产生一个突变，有效突变的概率很低。（2）即使类人猿发生了有效突变，其优势的获得也无法达到绝对的程度。

这样的例子表明，基因的突变并不是随机的，而有可能生活方式带来的，是适应环境的结果。欧州人耐受酒精的能力比中国人更强，这主要是因为带有“体内产生分解酒精的酶”的基因更多，是由于中世纪以来欧州人以发酵的麦芽水（啤酒）代替水饮用，而中国人喝白水的缘故，但是，这种基因上的区别并不是环境筛选造成的，并不是所有的欧洲人的耐受酒精能力都比中国人强[5]。所以，基因的突变有可能因为环境的改变而有方向性的改变。如果基因突变是有方向性的，就能解释在一个并不大的族群中的进化行为：从量变到质变。不需要一个单一的突变基因胜出，而是所有的基因个体都在朝着这个更适应环境的方向努力。相似的的基因在相似的环境动态压力下，作出了相似的反馈，种群的进化才能产生。

3.现代人类是否已经丧失了进化能力

随着理性能力的成熟、穷极机巧补偿着生理局限性，人类的演化在很大程度上停滞了。人类文明抵御着自然选择，演化也就丧失了基础动力。但这里涉及到一个进化论中很重要的议题“利他主义”(altruism)[6]。利他行为在生物界是广泛存在的，例如母鸟保护幼鸟、蜜蜂为了保护群体蜇外来者而自己死亡，汤姆逊瞪羚在捕食者来的时候对群体发出警告，吸到血的蝙蝠会分享血液给没有吸到血的蝙蝠等等。这并不是人类独有的。这个理论认为，人只是基因的载体，人类的任何行为都是受到基因控制的，而基因的目的很简单，就是尽可能多地复制个体。在群体之中，因为群体中别的个体就跟我们相同的基因，一定程度上的利它行为也能帮助我们保存个体的基因[7]。因此人类演化出各种天生的利它行为是很正常的。但人类在行为上明显比其他动物有更多的利他行为，在人类进化过程中，很长一段时间是以原始人的形式出现的，这时候的利它行为只出现在群体内部之间的互相帮助。当今社会发展下，“进化”已经不复存在，只有利他主义的个体在“适应“环境，继续生存。

参考文献

[1]周德良，李宏，杨小希，等.人类1号染色体DNA序列8-mer的相对模体数分布及8-mer使用的进化分离[J].生物物理学报，2015，31(1):53-64.

[2]马平.基因组序