為什么新大陸猴的尾巴那么炫酷?
數(shù)千萬年前,人類與其它靈長類動物的共同祖先是有尾巴的。許多現(xiàn)代靈長類動物也都長著尾巴,比如猴子和狐猴。但隨著靈長類動物的進化和分化,現(xiàn)代人類的祖先、以及與我們親緣關(guān)系最近的靈長類動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,人類和猿類則沒有。 為何有些靈長類動物保留了尾巴,人類和猿類卻沒有呢?尾巴的消失一直被視為人類變?yōu)殡p足行走進化過程的一部分,但我們究竟是如何失去尾巴的呢?科學家一直想弄清這個問題。 不過,研究人員最近找到了一條遺傳學線索,或許能解釋人類為何沒有尾巴。他們發(fā)現(xiàn)了一個與尾巴生長相關(guān)的、所謂的跳躍基因。數(shù)千萬年前,這個基因或許突然跳躍到了靈長類動物基因組中的另一個位置上,由此引發(fā)的基因變異導致了尾巴的消失。 事實上,人類也是有尾巴的,但只在胚胎時期得以保留。尾巴這個特征可以追溯到地球上的第一批脊椎類動物,因此在胚胎發(fā)育初期,我們會暫時性地擁有尾巴。不僅是人類,其它所有脊椎動物都是如此。但發(fā)育達到八周后,大多數(shù)人類胚胎的尾巴都會徹底消失??茖W家2008年發(fā)表在《自然》期刊上的一篇文章中指出,尾巴的消失是通過細胞凋亡實現(xiàn)的,該過程又稱細胞程序性死亡,是多細胞生物發(fā)育過程中自帶的一項功能。 黑猩猩是我們最近的近親之一,它們也沒有尾巴。 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,有時也會帶有尾巴,不過這種情況極為罕見。2012年發(fā)表在《印度小兒外科醫(yī)生協(xié)會》上的一項研究指出,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有尾巴的祖先是一種靈長屬動物,名叫原康修爾猿,于第三紀中新世期間(2300萬至530萬年前)生活在非洲地區(qū)。但夏波和共同作者們在研究報告中寫道,尾巴的消失也許還要起源于更久之前——距今約2500萬年前,即人類和猿類這支人科世系與遠古猴科“分道揚鑣”的時間。 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),在負責調(diào)控尾巴發(fā)育的TBXT基因中的一個名叫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,猴科物種則沒有變異,依然保留了這一片段。 接下來,研究人員利用基因編輯工具CRISPR,將這個基因變異復(fù)制到了小鼠的TBXT基因中,結(jié)果經(jīng)過基因修改的小鼠長出的尾巴長短不一,從完全正常到徹底消失,各種長度都有。雖然這一基因變異的確對尾巴造成了影響,但并不是一個決定尾巴存在與否的開關(guān)??茖W家意識到,在靈長類動物失去尾巴的過程中,還有其它基因發(fā)揮了作用。不過,這個變異的出現(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,因為這幫助了它們向直立行走過渡。但保留了尾巴的靈長類動物也并沒有什么損失,因為尾巴可以發(fā)揮許多功能。 環(huán)尾狐猴無法用尾巴抓握,但可以在它們跳躍時維持身體平衡。 尾巴在動物跳躍過程中可以伸長,幫助身體保持平衡,為著陸做好準備,它們還可以在運動、覓食、甚至睡眠過程中維持身體的穩(wěn)定性。動物用后腿倒掛在空中時,尾巴還可以抵在某個表面上。 靈長類動物的尾巴有時還可當作工具使用。例如,白頭卷尾猴會用尾巴吸滿樹洞中的水,然后把尾毛上的水吮干,就像海綿一樣。靈長類還會把尾巴當作枕頭或被子,甚至會將尾巴用在社交行為中。 猴子還會在玩耍時拉拽彼此的尾巴。南美伶猴甚至會將自己的尾巴與交配對象纏繞起來,以示愛慕之情。 尾巴能完成這么多高難度任務(wù),沒有尾巴的人類難免會覺得自己缺了點什么。那么,人類會不會有一天重新長出尾巴來呢?遺憾的是,我們失去尾巴已經(jīng)太久,不可能再長出來了。2500萬年前距今太過久遠,甚至連我們這個物種——智人的出現(xiàn)都遠在其之后。在這段漫長的時間里,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,仍有可能無法重新長出這個身體結(jié)構(gòu)。
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