人类和黑猩猩源于同一个祖先,大约在500万年前分道扬镳。
而现如今,人类有23对染色体,现代黑猩猩却有24对,比现代人类整整多了一对,就连其他类人猿,如倭黑猩猩、大猩猩等,都是24对染色体。
这意味着在过去500万年间,人类丢失了一对染色体。
可是我们是怎样丢失的呢?
染色体异常往往意味着可怕的遗传病。 比如唐氏综合症就是因为多了一条21号染色体,患儿会出现特殊的唐氏面容,伴随着无法避免的智力低下和各种身体机能缺陷。
除了这些发生在个体身上的悲剧之外,染色体异常导致的无法孕育后代才是最致命的。
这给了很多阴谋论可乘之机。
阴谋论者认为人和猿之间染色体数的差异是进化论无法逾越的鸿沟,质问第一个拥有23对染色体的人类祖先怎么活下来并成功孕育后代的?同时煞有介事地计算了一下成功概率,宣布进化论破产并推出神创论。
作为基因的载体,染色体更重要的是承载上面的遗传信息。只要遗传物质数量正确,如何排列组合没有想象中那么重要。
最常见的酿酒酵母本来拥有16对染色体。但在2018年,我国科学家设计并创造出了一条“16合1”染色体的酵母,16条染色体融合成了一条。这种人造酵母基因总量和野生型酵母一样,尽管染色体的三维结构和包装发生了改变,但各项功能表达正常,这在一定程度上证明了我们高估了染色体排列组合的重要性。
相对于猩猩,人类确实丢失了一对染色体,但这两条染色体上承载的基因并没有丢失。
那对丢失的染色体,实际上是与另一对染色体融合在了一起,人类的2号染色体就是由两条染色体组合而成的。
早在20世纪90年代,研究人员就提出:黑猩猩的2A和2B染色体的带型可以大致拼接成人类的2号染色体。而现如今,通过基因测序和对比,科学家发现人类2号染色体和黑猩猩未融合的染色体完全匹配。
别说对比,科学家甚至可以重构出人类2号染色体融合前的模样,以及之后的变化,可谓证据确凿。
诚然,染色体变异可能会带来各种各样无法挽回的 健康 问题,但是不可否认的是, 每一对染色体在减数分裂时都有可能发生异常,每时每刻都可能发生多一条、少一条、缺一条、添一条的现象。
同时,并非所有的染色体变异都有可能带来严重后果。比如,染色体近端着丝粒发生易位时,后代就有可能为 健康 个体,也就是“罗伯逊易位”中的平衡易位,主要遗传物质并不会发生丢失。
全人类中,大约有千分之一的人为罗伯逊易位携带者,但在人堆中根本看不出任何区别,即便他们少了一条染色体。
在减数分裂中,他们能产生的6种配子中,只有2种可以和正常人的配子结合产生 健康 后代,剩下的则在怀孕过程夭折。事实上,很多人就是因为习惯性流产,才被检查出是平衡易位携带者的。
在他们产生的 健康 后代中,染色体数和常人一样的概率是50%,同样也为罗伯逊易位携带者的概率也为50%,这和易位发生在哪条染色体有关。 比如发生在21号和14号染色体的罗伯逊易位,产生的6种类型的配子和正常人的配子结合后,1种会导致唐氏综合症,3种无法存活,2种 健康 型中有1种仍为罗伯逊易位携带者。
在我国有过这样一个罕见的案例,一位奇男子只拥有22对染色体,14号染色体和15号染色体融合在了一起,但他的生理指标完全正常。
尽管染色体数目不同,他和正常人类并不存在生殖隔离,只不过他们生育的后代会重蹈祖父母的覆辙,成为罗伯逊平衡易位携带者,拥有45条染色体。
但这一问题也是可以克服的,只要他遇到同样拥有44条染色体的女孩,这一染色体的排列方式就能稳定遗传下去,理论上可以成为一个新的人类亚种了,但机会渺茫。
放眼整个动物界,尽管能追溯到同一个祖先,但现存的所有生物染色体差异是巨大的,从整个演化史的尺度来看,染色体变多或变少就更平常了。
这样看来,人类少一对染色体再普通不过了。
其实相比于48条染色体,46条染色体并没有给人类带来明显的优势,甚至可能造成繁育后代的困难。
但我们可以大胆猜测, 染色体融合过程中可能伴随着一些有优势的新基因的创造,让我们的祖先受益,但目前没有证据支撑这一假说。
另外一种可能就得归结于运气了。 从48条染色体到46条染色体,可能没有产生新基因,只是这些变异为46条染色体的个体被集中在一个相对孤立的环境。当时人类祖先主流是48条染色体,但由于天灾或人祸都灭绝了,只剩下这些幸运的46条染色体的人类存活到了最后,开枝散叶,才有了我们。
这确实十分幸运,但也不是没有可能,毕竟人类经历过的浩劫已经数不胜数。
我们现在依旧能活着,本身就十分幸运了。
你说不是吗?
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