广告

造就我们人类的基因

科学家解读一个可能促使我们大脑进化的关键基因

作者:Zach Zorich
Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

科学家长期以来一直怀疑,人类之所以进化出大而复杂的大脑,是因为我们的古人类祖先必须在与捕食者周旋、学会用火以及发展复杂的社会结构方面变得更聪明。聪明的古人类得以生存,而愚蠢的则更容易被吃掉或冻死。经过数百万年的适者生存的游戏,最终出现了大脑发达、异常聪明的现代人类。现在,芝加哥大学的生物医学研究员 Bruce Lahn 发现了导致我们大脑快速扩张的基因变化的第一个明确证据。

广告

Lahn 和他的同事研究了异常纺锤形小头畸形相关基因(*ASPM*),该基因此前被科学家们确定为大脑发育的关键因素。当其他研究人员发现该基因的严重缺陷会导致小头畸形——大脑皮层(负责抽象思维和规划等高级大脑功能)大小急剧缩小——时,Lahn 对 *ASPM* 产生了浓厚的兴趣。Lahn 设想:这个受自然选择压力青睐的基因是否发生了变化,从而指导了我们这个又大又现代的人类大脑的发育?

为了找出答案,Lahn 将人类的 *ASPM* 基因序列与包括黑猩猩、大猩猩和长臂猿在内的各种灵长类动物的相应基因序列,以及小鼠、牛和狗等非灵长类动物的基因序列进行了比较。他分离出了改变 *ASPM* 蛋白质结构从而可能影响大脑大小的基因突变,同时剔除了那些没有结构影响、因此不会受到进化压力影响的随机突变。Lahn 发现,自大约 500 万年前我们与黑猩猩的共同祖先分离以来,人类的 *ASPM* 基因已经发生了 15 次重要的突变。值得注意的是,与所研究的其他动物相比,自我们的进化谱系与黑猩猩和其他灵长类动物分道扬镳以来,人类基因的整体变化速率最快。显然,*ASPM* 对自然选择做出了响应,由此产生的变化促成了我们的大脑发达。

*ASPM* 基因究竟是如何产生这些变化的,目前尚不完全清楚。它似乎控制着大脑皮层细胞可以分裂的次数,而细胞分裂次数又决定了神经元的空间大小。Lahn 推测,该基因的一个变异版本允许细胞进行更多的分裂,从而为一些古人类提供了额外的神经基础设施,最终使他们能够发展出抽象推理和语言能力。促使人类走向更高智能的确切环境压力仍然有待推测。Lahn 说:“人类是非常社会化的动物,从树上下来生活在非洲平原上,可能引发了一种情况,即高级认知能力受到高度青睐。”古人类为了寻找食物需要合作,并且需要应对大型捕食者日益增加的威胁,这些因素可能促进了能够处理语言和预测危险的大脑的发育。

在未来的实验中,Lahn 将把人类的 *ASPM* 基因植入小鼠体内,以观察它对大脑发育的影响。他希望能够重构人类大脑作为自然选择结果而生长和变化的详细故事,从而创造出使我们每个人都独一无二的事物——人类的心智。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章