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人类为何没有尾巴?

2021-11-17 08:46:24 作者:明艳动人 浏览次数:44 字号: T T T

北京时间11月17日消息,数千万年前,人类与其它灵长类动物的共同祖先是有尾巴的。许多现代灵长类动物也都长着尾巴,比如猴子和狐猴。但随着灵长类动物的进化和分化,现代人类的祖先、以及与我们亲缘关系最近的灵长类动物都将尾巴彻底丢弃了,包括黑猩猩和倭黑猩猩等猿类。

人类为何没有尾巴?

为何有些灵长类动物保留了尾巴,人类和猿类却没有呢?尾巴的消失一直被视为人类变为双足行走进化过程的一部分,但我们究竟是如何失去尾巴的呢?科学家一直想弄清这个问题。

不过,研究人员最近找到了一条遗传学线索,或许能解释人类为何没有尾巴。他们发现了一个与尾巴生长相关的、所谓的跳跃基因。数千万年前,这个基因或许突然跳跃到了灵长类动物基因组中的另一个位置上,由此引发的基因变异导致了尾巴的消失。

事实上,人类也是有尾巴的,但只在胚胎时期得以保留。尾巴这个特征可以追溯到地球上的第一批脊椎类动物,因此在胚胎发育初期,我们会暂时性地拥有尾巴。不仅是人类,其它所有脊椎动物都是如此。但发育达到八周后,大多数人类胚胎的尾巴都会彻底消失。科学家2008年发表在《自然》期刊上的一篇文章中指出,尾巴的消失是通过细胞凋亡实现的,该过程又称细胞程序性死亡,是多细胞生物发育过程中自带的一项功能。

人类为何没有尾巴?

在此之后,人类的“尾巴”便只剩下由三四根椎骨构成的尾骨了。

人类婴儿出生时,有时也会带有尾巴,不过这种情况极为罕见。2012年发表在《印度小儿外科医生协会》上的一项研究指出,这些残留的突出物是胚胎的残余结构,通常都是假尾巴,并非真正的尾巴。这些假尾巴表面有皮肤覆盖,还含有肌肉、神经、血管和结缔组织,但缺少骨头与软骨,也不像真尾巴那样与脊髓相连。

但人类究竟是如何失去尾巴的呢?对纽约大学格罗斯曼医学院的博士生夏波而言,这个问题从童年时期便令他着迷不已。夏波目前正在研究人类发育、疾病和进化的遗传机制问题,他还是一项分析人类尾巴消失过程的研究的主要作者,研究发现已于今年九月发表在了论文预印网站bioRxiv上,尚未经过同行评审。

“我还是个孩子时就琢磨过这个问题了。因为我看到几乎所有动物都有尾巴,唯独我没有。“夏波表示。而在前不久尾椎受伤之后,夏波决定对这一问题展开进一步探究,试图弄清人类和猿类的尾巴是如何在进化过程中消失的。

人类和猿类已知最早的没有尾巴的祖先是一种灵长属动物,名叫原康修尔猿,于第三纪中新世期间生活在非洲地区。但夏波和共同作者们在研究报告中写道,尾巴的消失也许还要起源于更久之前——距今约2500万年前,即人类和猿类这支人科世系与远古猴科“分道扬镳”的时间。

他们比较了六种人科物种与九种猴科物种的遗传数据,寻找其中可能与尾巴相关的差异之处。他们发现,在负责调控尾巴发育的TBXT基因中的一个名叫Alu元件的DNA片段消失不见了。猿类和人类基因组中都出现了这种变异,猴科物种则没有变异,依然保留了这一片段。

接下来,研究人员利用基因编辑工具CRISPR,将这个基因变异复制到了小鼠的TBXT基因中,结果经过基因修改的小鼠长出的尾巴长短不一,从完全正常到彻底消失,各种长度都有。虽然这一基因变异的确对尾巴造成了影响,但并不是一个决定尾巴存在与否的开关。科学家意识到,在灵长类动物失去尾巴的过程中,还有其它基因发挥了作用。不过,纽约大学计算医学研究所主任、生物化学与分子药物学系教授以太•亚奈指出,这个变异的出现“很可能是干扰尾巴形成的关键事件”。

尾巴的好处和坏处

猿类和早期人类或许从失去尾巴中获得了一定益处,因为这帮助了它们向直立行走过渡。但圣塔克拉拉大学文理学院人类学教授米歇尔•贝赞森指出,保留了尾巴的灵长类动物也并没有什么损失,因为尾巴可以发挥许多功能。

人类为何没有尾巴?

“尾巴在动物跳跃过程中可以伸长,帮助身体保持平衡,为着陆做好准备。”贝赞森解释道,“它们还可以在运动、觅食、甚至睡眠过程中维持身体的稳定性。动物用后腿倒挂在空中时,尾巴还可以抵在某个表面上。”

灵长类动物的尾巴有时还可当作工具使用。例如,白头卷尾猴会用尾巴吸满树洞中的水,然后把尾毛上的水吮干,就像海绵一样。灵长类还会把尾巴当作枕头或被子,甚至会将尾巴用在社交行为中。

“我最喜欢看小猴子用自己灵活的尾巴抓住母亲的身体或尾巴。”贝赞森表示。猴子还会在玩耍时拉拽彼此的尾巴。南美伶猴甚至会将自己的尾巴与交配对象缠绕起来,以示爱慕之情。

尾巴能完成这么多高难度任务,没有尾巴的人类难免会觉得自己缺了点什么。那么,人类会不会有一天重新长出尾巴来呢?遗憾的是,夏波指出,我们失去尾巴已经太久,不可能再长出来了。2500万年前距今太过久远,甚至连我们这个物种——智人的出现都远在其之后。在这段漫长的时间里,我们这支世系中与尾巴发育相关的基因早已不再发挥功能,所有形成尾巴所需的DNA片段都早已遗失了

“就算我们能纠正相关的基因变异,仍有可能无法重新长出这个身体结构。”夏波指出。

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