猴子有尾巴,而人類和猿類的尾巴卻在進化中消失了,是什么在其中起了關鍵作用?《自然》28日發表的一篇論文,報道了人類和猿類演化掉尾巴的遺傳學基礎。
靈長類動物尾部表型的系統發育樹(Ma表示百萬年前)。 圖片來源:《自然》網站
一種猿類特異性遺傳成分,插入一個尾巴發育相關的基因,就會導致一種新的蛋白質異構體的產生。這在胚胎發育模型中會影響尾部伸長,意味著這種成分會促進人與猿類尾巴的縮短或退化。此外,科學家認為,失去尾巴的演化過程或導致人與猿類更容易出現神經管畸形。
與其它靈長類物種不同,人科猿類——包括人類、黑猩猩、大猩猩、紅毛猩猩和長臂猿都沒有尾巴。尾巴的消失,是人類和其它猿類演化中最顯著的身體變化之一。不過,演化掉尾巴的遺傳學機制一直有待闡明。
此次,包括美國紐約大學朗格尼健康中心科學家在內的研究團隊,篩查了與脊椎動物尾巴發育相關的140個基因,尋找可能導致猿類失去尾巴的變化。他們認為,Alu元件插入猿類祖先的Tbxt基因(與有尾動物的尾巴發育相關)可能促進了尾巴的消失。為檢測這種理論,他們構建了表達Tbxt基因不同形式的小鼠模型,包括兩種外顯子跳躍異構體(在猿類中這種異構體可通過插入Alu誘導)。
團隊發現,表達兩種Tbxt形式的小鼠皆沒有尾巴,或尾巴變短,具體取決于胚胎尾芽表達的相對數量。這是證明外顯子跳躍Tbxt異構體導致尾巴消失的證據。此外,他們還發現表達外顯子跳躍Tbxt異構體的小鼠可能會出現神經管畸形,這種疾病在每1000個人類新生兒中約有一例。
研究人員指出,神經管畸形可能是尾巴在演化中消失的適應代價。神經管畸形到今天仍在影響人類,包括由于脊髓在子宮內發育不完全導致的脊柱裂。
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