美国科学家8日说,基因分析表明,直到现在为止人类的大脑一直在快速进化过程中,而且这种进化与人类文明的兴起有密切联系。 早先的化石和基因证据表明,人类和黑猩猩在约600万年前由共同的祖先“分家”,此后人类祖先的大脑快速进化,并产生了较高级的认知功能,直至距今约20万年前现代智人出现为止。在人们的习惯观念中,现代人类大脑在生理上已经“定型”了。 由芝加哥大学科学家蓝田博士领导的一个研究小组,对人类体内管理脑容量大小的两个基因的演变进行分析。他们共搜集了世界各地59个民族、1000多人的基因样本,并发现这两个基因都正在进化中,现代人的大脑没有“定型”。 蓝田目前兼任中国中山大学干细胞研究中心主任,其相关论文发表在最新一期《科学》杂志上。 The foreground shows brain images of human, macaque monkey, rat, and mouse (from top to bottom), as well as the phylogenetic relationship among these four taxa. The background shows DNA sequences. Brain complexity has increased dramatically in primates relative to rodents, and the increase is particularly pronounced in the lineage leading to humans. At the molecular level, genes involved in nervous system function also show accelerated rates of evolution in primates, especially in the lineage leading to humans. Thus, the dramatic phenotypic evolution of the brain in the origin of Homo sapiens is correlated with salient molecular evolution. 蓝田解释说,这种进化并不是同时发生在整个种群中,而是一个漫长的选择过程。极少数个体率先发生基因变异,出现新的单模态,而基因的新单模态使这些个体获得生存和繁衍的优势,然后在整个种群中传播。 研究人员发现,这两种对大脑发育至关重要的基因在自然选择的压力下以超乎寻常的速度进化。70%的现代人小脑症基因的单模态,是距今3.7万年前首次出现的;而30%现代人异常纺锤型小脑畸形症相关基因的单模态,是在5800年前首次出现。两种形态的出现都大大晚于20万年前出现的现代人类。 研究人员说,这些新近出现的基因变异,在时间上与人类文明的兴起有密切联系。人类历史上首次出现复杂工具制造、艺术、音乐等是在5万年前,而人类最古老的文明——美索不达米亚文明在公元前7000年兴起。 他们猜测,文明的出现使人类面临的环境更加复杂,也加快了选择的过程,因此优势的基因单模态能很快传播。 蓝田说,人类大脑的容量和复杂度仍然在快速进化中,现代人类面临的环境变化更快,也需要更复杂的技能,而人脑将继续通过适应性选择来进化,跟上变化的环境。
本期Science上的两篇蓝田博士文章及两篇评论 Microcephalin, a Gene Regulating Brain Size, Continues to Evolve Adaptively in Humans Ongoing Adaptive Evolution of ASPM, a Brain Size Determinant in Homo sapiens |