中国科学院昆明动物研究所宿兵研究员在人类智慧起源的分子基础研究中取得重要进展,发现垂体腺苷环化酶激活肽(PACAP)前体基因可能是人类认知能力进化的关键基因。相关论文发表于美国《遗传学》杂志,并获《科学》杂志报道。
人类智慧从何而来?这是一个古老而神秘的问题。传统观点认为劳动创造了人,但驱动这一过程的智慧“原力”来自哪里?基因研究的深入让科学家相信,某些基因在人类进化中发挥了决定性作用。
宿兵研究员通过比较人类与近亲黑猩猩的基因,发现了一个关键点:PACAP前体基因。在人类与黑猩猩分化后,该基因在人脑中快速进化,而在黑猩猩中却停滞甚至“消失”。这一发现提示,PACAP前体基因可能是人类智慧起源的关键因素。
基因差异导致人类与黑猩猩分离
黑猩猩作为人类的近亲,其基因与人类高度相似。2003年,美国韦恩州立大学科学家古德曼等提出将黑猩猩归入人属,引发争议。后续研究显示,黑猩猩与人类遗传信息差异可能达5%,高于普遍认为的1.5%。上海科学家参与的研究发现,黑猩猩在进化中丢失了更多DNA片段,这可能是其未能进化为人类的原因。
进化树上的神秘基因
宿兵研究员发现,人类与黑猩猩分化后,PACAP前体基因在人类家系中以反常速度演化。该基因编码多种蛋白质,其中PACAP38蛋白在神经细胞传递中扮演重要角色,对小脑发育和脑细胞转移至关重要。另一个名为“未知领域”(UD)的基因序列显示,其在人类进化中变化速度是其他哺乳动物的7倍,且受到达尔文正选择——有利变异被保留,不利变异被淘汰。
宿兵推测,PACAP前体基因的变化可能在人脑中产生了新的活性神经肽,与非人类灵长类动物明显不同。这一发现为理解人类智慧起源提供了新线索,未来研究将聚焦该基因的独特功能和作用机制。
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人和猿分化于500万年前,黑猩猩是与人最接近的动物。尽管基因差异仅约2%,却导致智能、行为、心理和生理的巨大差距。神经语言学研究表明,婴儿和成年猴子在语音处理方面有相似机理,提示猴子的智力可能相当于婴儿。基因研究发现,黑猩猩第22号染色体比人第21号染色体短400kb,且存在大量DNA片段的插入和缺失,这些差异可能与疾病易感性相关。