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人类进化是间歇的?

 大科技杂志社 2020-01-08

生物进化的跃进

30多亿年的生命演化史上,生物爆发性发展的现象屡见不鲜,自然界和生物界的飞跃也是一个接一个。例如,“寒武纪大爆发”、“埃迪卡拉大爆发”、“三叠纪大爆发”、“早第三纪大爆发”等等。

鉴于这些事实的大量存在,美国科学家埃尔德·里奇和古尔德于1972年提出了一个全新的生物进化理论——“间断平衡论”。该理论指出,生物的进化不像达尔文所强调的那样是缓慢变异的渐进过程,而是渐进与跃进交替的进化过程,在进化过程中,生物会由于地理隔离、突发灾难或其他外界原因而在某一时期集中产生大量基因突变,从而产生飞跃式进化,乃至出现新的物种。

该理论较合理地解释了生命演化史上的很多记录,最为重要的一点是指出了生物界的进化不但有渐进,而且有跃进。显然,达尔文的“自然界无飞跃”这一观点在理论上和实践上都是站不住的。

无独有偶,人类基因组研究计划在研究人类2号染色体时发现,DNA的大量变化发生在相对较短的时期。美国华盛顿大学的科学家观察了2号染色体上某些特殊片断的DNA序列的重复,并与猿及古猴的染色体进行比较。他们原本认为,在过去的几百万年间,这一重复现象是逐渐发生的。但他们的发现却显示了相反的结果:主要的重复仅仅发生在一个很短的时期,这一时期之后,染色体仅有少数重复。

这一研究可能预示这样的结果:不仅是其他生物,人类的进化也是间歇式的过程。

染色体上的DNA序列的改变就是物种进化最好的标记,也是人类研究进化的基础。染色体改变的其中一个方式就是通过染色体片断重复完成的,在人类、黑猩猩、大猩猩、猩猩的基因组中存在大量的重复。这些DNA片断可能被重复并重新插回到染色体中,结果导致片断的二次重复。

进化窄窗

对这一片断的染色体衰退程度的分析表明,主要的重复发生在进化的窄窗时期,即发生在人类与古猿分化的前夜(距今约一千万至两千万年前)。目前研究人员还不清楚,在人类进化过程中,在2号染色体上的这些重复为什么会在这一时期频繁发生,也不清楚这些重复在后来是如何突然停止的。这些重复区间或许只是突然地随机地出现在这里,由于重复在新基因的诞生及大规模的染色体重组中很重要,后来就留在了染色体上。

但基因重复行为对2号染色体究竟有什么样的影响呢?研究人员分析,这一变化可能导致使大脑增大的基因产生,或使潜伏在染色体上的病原体的基因被破坏,从而使病原体消失。研究小组还会继续观察染色体中的DNA重复现象,以找到这种现象与基因功能或表达的变化之间的关系。

如果有确凿证据可以证明,染色体的特殊片断能够导致间断进化事件,那么,这一理论将对达尔文的渐进理论提出新的严峻挑战。虽然寻找证据可能还需时日,但已经有越来越多的科学家认为,渐进式和飞跃式进化同时存在可能更符合进化的真实面目。 

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