科学家再现了人类与灵长类动物在进化中分开的历史时刻

在哺乳动物的进化过程中，大脑的进化趋势是逐渐增大的。如果观察人类与其他灵长类动物的区别，脑容量可能是其中最重要的区别之一。

1700万年前，人科从长臂猿科的祖先中分离出来。1000万年前，人族从大猩猩族的祖先中分离出来。700万年前，人亚族从黑猩猩亚族的祖先中分离出来。

我们再对比一下脑容量。长臂猿脑容量约为100～120克。大猩猩的脑容量大约为540克，黑猩猩的脑容量大约400克，南方古猿脑容量约440～530克，猿人的脑量在850~1000克之间，现代人的脑量约为1500克。大猩猩脑容量稍大，主要原因是体重相对更大，实际上脑容量体重比并不高。通过这些数据对比，我们可以看出，脑容量是一路增大的。人类脑容量的发展速度，更是一骑绝尘，把我们的灵长类亲戚远远的甩在了后面。

人类大脑新皮层是进化中最新出现的大脑皮层，它比人类近亲黑猩猩的大脑皮层大三倍。在进化过程中，新皮层的褶皱增加，以适应有限的颅骨空间。

究竟是什么导致了人类的新皮层变得如此巨大，科学家认为人类的祖先一定发生了某种基因突变，刺激了大脑生长。德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所（MPI-CBG）的研究人员识别出一个独特的基因，这个名为“ARHGAP11B”的基因是现代人类和已灭绝的人类近亲尼安德特人与丹尼索瓦人特有的。

ARHGAP11B基因有助于基底脑干细胞繁殖，从而使人脑发育过程中产生更多的神经元，使负责说话和思维等高级认知能力的大脑体积增加。

人类和黑猩猩的共同祖先普遍拥有ARHGAP11A基因，大约500万年前，ARHGAP11A发生突变形成了ARHGAP11B。拥有ARHGAP11B基因的一枝进化成了尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人，而保留ARHGAP11A基因的另一枝进化成了现代的黑猩猩。

在2015年的一项研究中，MPI-CBG将这种基因植入小鼠胚胎中，小鼠胚胎产生了更多的神经祖细胞，实验中一半的小鼠出现了人类特有的新皮层折叠。

科学家认为这意味着该基因在人脑进化中发挥了关键作用。那么这个基因是否就是那个导致人类与其他灵长类动物产生区别的关键基因呢？

近期，MPI-CBG与日本中央实验动物研究所（CIEA）的研究人员合作，进一步研究了ARHGAP11B基因对绒猴胚胎的影响，并取得了重大突破。

绒猴

研究人员给绒猴胚胎插入ARHGAP11B基因，并将胚胎培育到101天大。

研究发现：

• 绒猴大脑新皮层的大小增加，大脑表面被的折叠，类似于人脑的折叠方式。皮质板也比正常的厚。
• 产生神经元的祖细胞类型增加，尤其是上层神经元的数量增加，这是灵长类动物进化过程中不断增加的神经元。

增长的绒猴大脑。 图片：Heide等人/MPI-CBG

左：正常胚胎的绒猴大脑，右：基因编辑的绒猴大脑。 图片：Heide等人/MPI-CBG

现在，研究人员有了有利的证据，表明ARHGAP11B基因直接导致了灵长类动物大脑新皮层的扩张。

这项研究非常具有启发性，可以说完美的复制了人类与其他灵长类动物分离的进化时刻。

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