人與猿類如何在進化中「甩掉」尾巴
猴子有尾巴,而人類和猿類的尾巴卻在演化中消失了,是什麼在其中扮演了關鍵角色?《自然》28日發表的一篇論文,報導了人類和猿類演化掉尾巴的遺傳學基礎。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。
靈長類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
這在胚胎發育模型中會影響尾部伸長,這意味著這種成分會促進人類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釐清。
這次,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,篩選了140個與脊椎動物尾巴發育相關的基因,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有關)可能促進了尾巴的消失。為檢測這種理論,他們建構了表達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透過插入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,取決於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,他們也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1,000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,包括脊髓在子宮內發育不完全導致的脊柱裂。