為什么新大陸猴的尾巴那么炫酷?
數(shù)千萬(wàn)年前,人類與其它靈長(zhǎng)類動(dòng)物的共同祖先是有尾巴的。許多現(xiàn)代靈長(zhǎng)類動(dòng)物也都長(zhǎng)著尾巴,比如猴子和狐猴。但隨著靈長(zhǎng)類動(dòng)物的進(jìn)化和分化,現(xiàn)代人類的祖先、以及與我們親緣關(guān)系最近的靈長(zhǎng)類動(dòng)物都將尾巴徹底丟棄了,包括黑猩猩和倭黑猩猩等猿類。
恒河猴與其它猴類都有尾巴,人類和猿類則沒(méi)有。
為何有些靈長(zhǎng)類動(dòng)物保留了尾巴,人類和猿類卻沒(méi)有呢?尾巴的消失一直被視為人類變?yōu)殡p足行走進(jìn)化過(guò)程的一部分,但我們究竟是如何失去尾巴的呢?科學(xué)家一直想弄清這個(gè)問(wèn)題。
不過(guò),研究人員最近找到了一條遺傳學(xué)線索,或許能解釋人類為何沒(méi)有尾巴。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與尾巴生長(zhǎng)相關(guān)的、所謂的跳躍基因。數(shù)千萬(wàn)年前,這個(gè)基因或許突然跳躍到了靈長(zhǎng)類動(dòng)物基因組中的另一個(gè)位置上,由此引發(fā)的基因變異導(dǎo)致了尾巴的消失。
事實(shí)上,人類也是有尾巴的,但只在胚胎時(shí)期得以保留。尾巴這個(gè)特征可以追溯到地球上的第一批脊椎類動(dòng)物,因此在胚胎發(fā)育初期,我們會(huì)暫時(shí)性地?fù)碛形舶汀2粌H是人類,其它所有脊椎動(dòng)物都是如此。但發(fā)育達(dá)到八周后,大多數(shù)人類胚胎的尾巴都會(huì)徹底消失??茖W(xué)家2008年發(fā)表在《自然》期刊上的一篇文章中指出,尾巴的消失是通過(guò)細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的,該過(guò)程又稱細(xì)胞程序性死亡,是多細(xì)胞生物發(fā)育過(guò)程中自帶的一項(xiàng)功能。
黑猩猩是我們最近的近親之一,它們也沒(méi)有尾巴。
在此之后,人類的“尾巴”便只剩下由三四根椎骨構(gòu)成的尾骨了。
人類嬰兒出生時(shí),有時(shí)也會(huì)帶有尾巴,不過(guò)這種情況極為罕見(jiàn)。2012年發(fā)表在《印度小兒外科醫(yī)生協(xié)會(huì)》上的一項(xiàng)研究指出,這些殘留的突出物是胚胎的殘余結(jié)構(gòu),通常都是假尾巴,并非真正的尾巴。這些假尾巴表面有皮膚覆蓋,還含有肌肉、神經(jīng)、血管和結(jié)締組織,但缺少骨頭與軟骨,也不像真尾巴那樣與脊髓相連。
但人類究竟是如何失去尾巴的呢?
人類和猿類已知最早的沒(méi)有尾巴的祖先是一種靈長(zhǎng)屬動(dòng)物,名叫原康修爾猿,于第三紀(jì)中新世期間(2300萬(wàn)至530萬(wàn)年前)生活在非洲地區(qū)。但夏波和共同作者們?cè)谘芯繄?bào)告中寫道,尾巴的消失也許還要起源于更久之前——距今約2500萬(wàn)年前,即人類和猿類這支人科世系與遠(yuǎn)古猴科“分道揚(yáng)鑣”的時(shí)間。
他們比較了六種人科物種與九種猴科物種的遺傳數(shù)據(jù),尋找其中可能與尾巴相關(guān)的差異之處。他們發(fā)現(xiàn),在負(fù)責(zé)調(diào)控尾巴發(fā)育的TBXT基因中的一個(gè)名叫Alu元件的DNA片段(這類DNA可以在基因組中改變位置,影響蛋白質(zhì)合成)消失不見(jiàn)了。猿類和人類基因組中都出現(xiàn)了這種變異,猴科物種則沒(méi)有變異,依然保留了這一片段。
接下來(lái),研究人員利用基因編輯工具CRISPR,將這個(gè)基因變異復(fù)制到了小鼠的TBXT基因中,結(jié)果經(jīng)過(guò)基因修改的小鼠長(zhǎng)出的尾巴長(zhǎng)短不一,從完全正常到徹底消失,各種長(zhǎng)度都有。雖然這一基因變異的確對(duì)尾巴造成了影響,但并不是一個(gè)決定尾巴存在與否的開(kāi)關(guān)。科學(xué)家意識(shí)到,在靈長(zhǎng)類動(dòng)物失去尾巴的過(guò)程中,還有其它基因發(fā)揮了作用。不過(guò),這個(gè)變異的出現(xiàn)“很可能是干擾尾巴形成的關(guān)鍵事件”。
尾巴的好處和壞處
猿類和早期人類或許從失去尾巴中獲得了一定益處,因?yàn)檫@幫助了它們向直立行走過(guò)渡。但保留了尾巴的靈長(zhǎng)類動(dòng)物也并沒(méi)有什么損失,因?yàn)槲舶涂梢园l(fā)揮許多功能。
環(huán)尾狐猴無(wú)法用尾巴抓握,但可以在它們跳躍時(shí)維持身體平衡。
尾巴在動(dòng)物跳躍過(guò)程中可以伸長(zhǎng),幫助身體保持平衡,為著陸做好準(zhǔn)備,它們還可以在運(yùn)動(dòng)、覓食、甚至睡眠過(guò)程中維持身體的穩(wěn)定性。動(dòng)物用后腿倒掛在空中時(shí),尾巴還可以抵在某個(gè)表面上。
靈長(zhǎng)類動(dòng)物的尾巴有時(shí)還可當(dāng)作工具使用。例如,白頭卷尾猴會(huì)用尾巴吸滿樹(shù)洞中的水,然后把尾毛上的水吮干,就像海綿一樣。靈長(zhǎng)類還會(huì)把尾巴當(dāng)作枕頭或被子,甚至?xí)⑽舶陀迷谏缃恍袨橹小?/font>
猴子還會(huì)在玩耍時(shí)拉拽彼此的尾巴。南美伶猴甚至?xí)⒆约旱奈舶团c交配對(duì)象纏繞起來(lái),以示愛(ài)慕之情。
尾巴能完成這么多高難度任務(wù),沒(méi)有尾巴的人類難免會(huì)覺(jué)得自己缺了點(diǎn)什么。那么,人類會(huì)不會(huì)有一天重新長(zhǎng)出尾巴來(lái)呢?遺憾的是,我們失去尾巴已經(jīng)太久,不可能再長(zhǎng)出來(lái)了。2500萬(wàn)年前距今太過(guò)久遠(yuǎn),甚至連我們這個(gè)物種——智人的出現(xiàn)都遠(yuǎn)在其之后。在這段漫長(zhǎng)的時(shí)間里,我們這支世系中與尾巴發(fā)育相關(guān)的基因早已不再發(fā)揮功能,所有形成尾巴所需的DNA片段都早已遺失了,就算我們能糾正相關(guān)的基因變異,仍有可能無(wú)法重新長(zhǎng)出這個(gè)身體結(jié)構(gòu)。
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