作者:Kevin Langergraber 来源:PNAS 发布时间:2012-8-24 10:51:12
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人类与黑猩猩分离时间远早于预期

 
来自乌干达基巴莱国家公园的黑猩猩妈妈Jolie和宝宝Zawinul帮助揭示了黑猩猩的平均世代长度。图片来源:Kevin Langergraber
 
我们并非是唯一有代沟的灵长类动物。人类父母平均比孩子大29岁。对于灵长类动物而言,这个时间段可谓非同一般的长,然而一项新的研究显示,黑猩猩和大猩猩也有它们自身巨大的代沟,分别为25年和19年。这一发现同时表明,人类的祖先至少在距今800万年至700万年前便与黑猩猩分道扬镳,而这比之前的估算提前了100万年。
 
在过去的45年中,遗传学家曾提出,今天人类的祖先和黑猩猩大约在600万年到400万年前分别走上了各自进化的道路,而大猩猩的祖先则在900万年至700万年前便已经开始了自己的进化。然而由于黑猩猩和大猩猩的化石极为罕见,因此这些数据都是通过计数3个物种之间的脱氧核糖核酸(DNA)序列差异数,以及通过评估灵长动物的“突变率”——或者说随着时间的推移突变出现得有多快——来区分这些数字后计算得来的。但问题是,科学家通常利用来自其他灵长类动物化石的数据来计算突变率,并将这一比率应用到非洲类人猿和人类当中。这种方法会导致错误,因为它依赖于化石年代的准确性,并假设贯穿灵长类物种的突变率都是类似的。
 
然而德国莱比锡市马普学会进化人类学研究所的分子人类学家Linda Vigilant表示,还有一条更好的途径。她说,与研究化石和其他灵长类动物不同,研究人员其实可以使用最近的人类基因组测序数据,从而更准确地评估人类家庭中每一代所产生的平均突变数。随后,科学家可以利用新一代的时间评估以导出人类和类人猿的年突变率,进而计算出它们是从多少年前开始分离的。然而直至不久前,研究人员依然没有从野外获得足够多的被证明是父系的黑猩猩与其他灵长类动物的DNA样本,从而准确计算每代的平均时间。
 
如今,在对非洲黑猩猩和大猩猩的繁殖模式进行了10年的分析后,Vigilant与美国波士顿大学的灵长类动物学家Kevin Langergraber宣布他们已经找到了所需的数据。通过与20个研究人员的合作,这两位科学家搜集了来自野外8个不同黑猩猩种群的、记录了226只后代诞生时的父母年龄的数据,以及来自非洲两个不同研究场所的105只山地大猩猩的数据,并且研究人员利用在野外采集的粪便,通过DNA亲子鉴定证实了它们的关系。研究人员在8月13日出版的美国《国家科学院院刊》上报告说,在后代降生时,雌黑猩猩的年龄是11.7岁至45.4岁。而雌黑猩猩和雄黑猩猩的平均繁殖年龄分别是25岁和24岁,进而得出黑猩猩平均一代约为25年。雌大猩猩的繁殖年龄是7.3岁至38岁,而它们平均一代约为19.3年。
 
这其中黑猩猩是最让灵长类动物学家感到惊奇的——尽管雌黑猩猩早在11岁、雄黑猩猩早在9岁便能够繁殖,但它们的繁殖跨度却更长。这漫长的代沟否定了一个早已存在的经验法则,即一种动物的体型越大,其世代时间便越长,并且它的突变率就越慢。尽管这或许适用于某些哺乳动物,但用来比较非洲大型类人猿和人类显然不合适。并未参与此项研究的美国哈佛大学人类遗传学家David Reich表示:“较大的身材并不意味着较低的突变率。”“即便是研究大猩猩和黑猩猩的人都感到惊讶。”Vigilant说。
 
为了获得突变率,研究人员利用新计算得到的世代时间将双亲与后代之间的突变数区分开。他们最终得到了每个物种每年的突变率。当研究人员将新的突变率添加到3个物种的历史中后,他们计算出人类与黑猩猩的分离时间远早于预期——至少在距今800万年至700万年之前,甚至可能在1300万年前。他们还计算出大猩猩与人类大约在1900万年至800万年前分离。Vigilant解释说,这些时间具有很宽的跨度,这是因为他们假设今天看到的突变率随着时间的推移在3个物种中都是恒定的。因此一个关键的问题就是突变率在过去是否要更快。
 
并未参与此项研究的美国麦迪逊市威斯康星大学的古人类学家John Hawks指出,这项研究给出了“可能是野生黑猩猩与大猩猩最精确的世代长度估算结果”。而芝加哥大学的进化生物学家Wen-Hsiung Li则认为,随着从更多类人猿那里采集到更多的数据,这些世代时间与种群分离时间的精确数据还可以被修正,这项新研究之所以意义重大,缘于它“为研究关于人类与黑猩猩分离时间的一个长期问题提供了一个新方法”。(来源:中国科学报 赵路)
 
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