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恒河猴与其它猴类都有尾巴 , 人类和猿类则没有 。
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 。
【科学家|人类为何没有尾巴?】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 。
黑猩猩是我们最近的近亲之一 , 它们也没有尾巴 。
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(音译)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(2300万至530万年前)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(这类DNA可以在基因组中改变位置 , 影响蛋白质合成)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 。
环尾狐猴无法用尾巴抓握 , 但可以在它们跳跃时维持身体平衡 。
“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 。 ”
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