基本介紹
- 中文名：黑猩猩基因組計畫
- 所屬類目：生命科學
- 研究對象：黑猩猩DNA序列
- 用途：了解人類和其他物種的差別
概述,黑猩猩與人類基因組的具體區別,人與黑猩猩的相同與不同,3.1三類黑猩猩,3.222VS21,3.3人的界限,
概述
黑猩猩基因組計畫致力於確定最接近人類的親戚的基因/DNA序列。它能夠幫助人類更好地了解人類和其他物種的差別。黑猩猩是脊椎動物，哺乳綱，靈長目，猩猩科。實驗證明，黑猩猩具有一定思維能力，智力在獸類中可居前列，表情肌發達，適用於作動物心理實驗，對研究心理學、人類學有極高的學術價值。體高1.2～1.5米，體重約60～75公斤，最大不超過80公斤，毛黑色，皮膚淺灰褐色至黑色。頭較圓，耳大，向兩側突出，眉骨較高，鼻孔小而窄，唇長而薄，前肢長過於膝部。生活在非洲中部和西部的熱帶高大茂密森林中。群居樹上，但無固定久居處，有午後臨時築巢習性。白天在地面活動較多。雜食性，嗜食各種野果、野菜、也吃昆蟲、鳥類和鳥卵。每胎1仔，性成熟期，雌性為8～10歲，雄性為10～12歲，壽命可活35～40年，最長可達60歲。膽大，好奇，記憶力和理解力較強，從小飼養並進行調教，可形成較複雜的條件反射，能使用簡單工具。
黑猩猩與人類基因組的具體區別
這個星期，在關於我們人類現有近親普通黑猩猩和矮黑猩猩的研究領域有一個具有里程碑意義的事件：“黑猩猩測序和分析聯盟”發表了對黑猩猩基因組的初步測序結果，同時還發表了將黑猩猩基因組與人類基因組所做的比較。這篇論文描述了自人類和黑猩猩從我們的共同祖先分化以來形成人類與黑猩猩兩個物種的那些變化，顯示了人類所特有的一些遺傳變異：3500萬個單核苷酸取代、500萬個小插入和刪除、局部重排和一個染色體融合。對黑猩猩和人類基因組中的基因複製所做的比較顯示了黑猩猩和人類在基因表達方面的差異，這些差異可能是決定疾病易感性的遺傳基礎。對人類基因組所做的一項研究表明，亞端粒是最近的染色體複製和基因轉換的熱點。通過對黑猩猩進行比較測序，研究人員發現，在人類演化過程中，與Y-有關的基因被保留了下來。這一組論文中的最後一篇填補了我們的一個知識空白：首次發現的黑猩猩化石表明，黑猩猩和早期人類生活在它們演化和分化的同一環境中。這些化石（三顆牙齒）來自肯亞50萬年前的沉積物，這裡也出土過早期人類化石。本期Nature為這些研究論文配發了4篇“進展”綜述文章，這些文章分析了黑猩猩的文化、社會行為、心理和認知。在本期Nature的另一篇論文中，研究人員介紹了如何與黑猩猩打交道的問題。另外，還有一篇特寫文章總結了其他靈長類基因組研究項目，有兩篇“評論”文章分析了與類人猿研究工作有關的重要倫理問題。
人與黑猩猩的相同與不同
科學家完成了黑猩猩第22號染色體的測序，進一步揭示人與黑猩猩的相同與不同
3.1三類黑猩猩
南方古猿、尼安德特人和北京猿人。
在過去的幾千萬年間，高等靈長動物（這自然又是一種人本位的劃分方法，越是像人類的東西，就越“高等”）家族開枝散葉，先後分離出了狒狒、猩猩、大猩猩等。人類的祖先與黑猩猩的祖先在大約500~600萬年前分家，走上獨立的演化道路，前者產生了我們，後者則在約300萬年前分為兩支，演變成現在的黑猩猩和倭黑猩猩（Pan paniscus，與普通黑猩猩相似，但體型更小、更敏捷）。這兩類黑猩猩都生活在非洲的森林裡，喜歡幾十隻在一起群居，有著相當複雜的社會結構，會集體狩獵。它們是與人類血緣最近的動物，也是除人類之外智力水平最高的動物。一些不那么人類中心主義的科學家主張，應當把黑猩猩從猩猩科中分離出來，與人劃歸一科。在某種意義上，人類是第三類黑猩猩。
還沒有哪只黑猩猩發表演講或寫文章論述動物權利問題，但它們有許多特點可視為“簡化版的人性”。它們懂得製造——不僅僅是使用——簡單工具。很多人在電視裡見過這樣的場景：黑猩猩折取草葉或細枝進行加工，伸進白蟻巢穴引誘美食上鉤。黑猩猩有感情，會為親屬的死亡感到悲傷，群體中其它的成員會慰問死者的兄弟。它們有自我意識，照鏡子時知道裡面那個傢伙不是哪裡來搶地盤的陌生黑猩猩，而正是自己；甚至還有移情能力，懂得設身處地揣測其它生物的想法，並據此做出自私或無私的行為。科學家成功地教會一隻黑猩猩認識阿拉伯數字，它還會將數從0到9按大小順序排列，並能記住多達5位的數。有的黑猩猩經過語言培訓後，能聽懂幾千個英文單詞，並能藉助鍵盤等工具“說話”。黑猩猩與人類幼兒在智力上的相似程度，顯然比外表的相似程度更高。
3.222VS21
哥德巴赫猜想、一個數到9就很了不起；一個可以長成奧黛麗·赫本那樣、一個全身披滿黑毛；一個大講“人生而平等”、一個在醫學實驗室里受折磨。直立行走、複雜語言、科學和藝術、哲學和宗教……這些人特有的東西，其根源都可追究到這1.5%。而在這1.5%中，又究竟是哪些具體的差異，在黑猩猩與人之間劃出了界限？
美國科學家已於2003年繪製出了黑猩猩的基因組草圖，但還不夠精確和完整。在將黑猩猩與人這樣的近親進行比較時，很難說哪些基因差異是真的差異、哪裡只是數據誤差。在2004年5月27日出版的英國《自然》雜誌上，一群來自舊大陸的第三類黑猩猩宣布，他們完成了對普通黑猩猩第22號染色體的測序。來自德國馬普學會、日本理化研究所和中國國家人類基因組南方中心等機構的科學家說，他們聯合進行的這次測序，所得的數據足夠精確，適用於與人類基因組進行可靠的比較分析。
人類有23對染色體，黑猩猩有24對——大猩猩也有24對，例外的是我們而不是黑猩猩。黑猩猩的第22號染色體，對應人類第21號染色體。對比顯示，兩者DNA序列上對應區域間單個鹼基（遺傳信息的“字母”）之間的差異為1.44%，即“單鹼基置換”差異。這個結果基本上在意料之中，平息了以前的一些爭論。這次測序的錯誤率是每一萬個“字母”錯誤不到一個，因此比較黑猩猩與人的兩條染色體時，由數據誤差而產生的差異，在全部“字母”差異中不足1%。
但對比的結果更多的是意外。人和黑猩猩的基因組中，都有大片大片的“垃圾DNA”，它們不編碼蛋白質，不會對生理功能起什麼作用。以前人們猜想，人與黑猩猩的基因差異，可能大部分存在於基因組中的垃圾地帶。也就是說，在真正起作用的基因中，兩者的差異更小。然而這次研究顯示，DNA序列有用部分的差異，並不比無用部分更少，至少在這條染色體上是如此。科學家檢查了231個被認為起作用的基因，其中83%存在差異，影響到了它們所編碼的蛋白質的胺基酸序列（蛋白質是胺基酸分子構成的長鏈），不過微小的差異不一定影響到蛋白質的功能；有顯著結構差異的基因約占20%，有47個。黑猩猩的基因組總共約有30億個鹼基，第22號染色體上約有3300萬個，占總量的1%左右。由此看來，如果基因差異在各染色體上分布均勻，那么人與黑猩猩可能有幾千個基因存在顯著差異。尋找決定人與黑猩猩之差別的關鍵基因的工作，將比預料的更困難。
比較還顯示，兩條染色體之間存在大量的“插入/刪除”（INDEL）差異。“插入”是指一段DNA出現在一個物種的DNA里卻不在另一物種的DNA里，“刪除”意思是某一物種的DNA有一個片段丟失了，INDEL是兩種差異的總稱。黑猩猩的第22號染色體和人類的第21號染色體，INDEL差異的DNA片斷多達6.8萬個。大多數片斷很短，只有不到30個“字母”長，但也有的長達5.4萬個“字母”。INDEL差異導致人類21號染色體比黑猩猩22號染色體多40萬個字母，這意味著人和黑猩猩的共同祖先的染色體可能更長。在兩者獨立進化的過程中，黑猩猩的染色體損失了更多的DNA片斷。
3.3人的界限
此前，科學家對一個在語言能力方面有遺傳障礙的人類家族進行研究後發現，一個稱為FOXP2的基因對運用語言至關重要。它使人類可以靈活地控制嘴和喉部肌肉，發出複雜的聲音。這個基因編碼的蛋白質，在人和黑猩猩身上有兩個胺基酸的差異。一些科學家認為，這是人的語言能力遠遠超過黑猩猩的原因。而語言的產生與運用，是人類有效傳遞信息、積累知識、創立文明社會的重要基礎。FOXP2可能不是唯一的語言基因，更多有關的基因以及它們對人類腦部進化的影響，還有待發掘。
人與黑猩猩的相同與不同，現在只是學術問題。將來的研究是否會帶來倫理問題，尚不可知。如果把黑猩猩歸入人科（或者把人歸入黑猩猩科），是否要承認它們具有一定的權利？捕捉、囚禁、醫學實驗，許多行為加之於人是可怕的罪行，加之於黑猩猩卻充其量只會在特定情形下違反動物保護法。如果用更親近的眼光去看待黑猩猩，需要作出什麼改變呢？而且這不僅僅是人類作出一些物質利益上的犧牲就能做到的事，有時還要面對更艱難的選擇。比如許多醫學研究要用到黑猩猩等靈長動物，有的要在與人類最接近的動物身上觀察新藥的效用和毒性，有的要尋找一些疾病的發病機理或相關基因。為了保護黑猩猩的權利，我們需要禁止這類試驗嗎？但如果這樣，而又沒有別的替代方法，我們反過來又如何向人類自己交待呢，難道說是把黑猩猩的權利置於醫學研究的需要之上、從而讓人蒙受更大的痛苦和風險？
當然，這是一些比較遙遠的問題。更實際的困境在於，包括黑猩猩在內的類人猿數量正在迅速減少。在西非的原始森林裡，棲息地破壞、傳染病和非法捕獵使黑猩猩和大猩猩居住的洞穴數量在過去20年裡減少過半，以這個速度發展下去，30年後黑猩猩可能會滅絕。在尋找人與黑猩猩的基因界限時，我們也該確定一下自己的行為界限。否則，當第三類黑猩猩的兩門兄弟都滅亡時，再沒有那么富於感情的物種能夠安慰我們。
