几乎所有哺乳动物都有尾巴,为什么人类没有?| 奇点科学

2021年11月26日20:19:08 宠物 1164

几乎所有哺乳动物都有尾巴,为什么人类没有?| 奇点科学 - 天天要闻


你是不是会好奇,大部分哺乳动物都有尾巴,人类却没有?


其实在几千万年前,人类和其他灵长类动物的共同祖先是有尾巴的。许多现代灵长类动物,如猴子和狐猴,仍然有尾巴,但现代人类的祖先以及黑猩猩、大猩猩猿类却抛弃了尾巴这一身体结构。


那为什么有些灵长类保留了尾巴,而人类和猿类却没有呢?科学家一直想弄清楚这个问题。


撰稿 | Mindy Weisberger 

编译 | 云杉

编辑 | 白杨/乔木

图源 | Livescience/Wikipedia



人类胚胎有尾巴

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最近,研究人员找到了一条关于人类为什么没有尾巴的遗传线索。他们发现了一种与尾巴生长有关的“跳跃基因”,几千万年前,这种基因可能跳跃到了其他基因中,使我们的尾巴消失。


事实上,当我们还是胚胎时,是有尾巴的。尾巴这种特征可以追溯到地球上最早的脊椎动物,所以在胚胎发育初期,我们会短暂地拥有尾巴。


不仅是人类,世界上所有的脊椎动物都是如此。但是大约8周后,大多数人类胚胎的尾巴会完全消失。


科学家指出,尾巴会经历细胞凋亡的过程。这是一种程序性死亡,是多细胞生命发展的一个自然过程。在那之后,尾巴就只剩下三四块椎骨


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有时,人类婴儿出生时也有尾巴,不过这种情况非常罕见。2012年的一项研究指出,这种尾巴是胚胎残留物,不是真的尾巴。


皮肤覆盖的假尾巴包含肌肉、神经、血管和结缔组织,但没有骨骼和软骨,而且不像真尾巴那样与脊髓相连。


但是人类是怎样失去尾巴的呢?对美国纽约大学格罗斯曼医学院的夏波博士来说,这是一个他从小都在思考的问题。夏博士是研究人类发育、疾病和演化遗传机制的专家。


“当我还是个孩子的时候,我就想知道,为什么几乎所有动物都有尾巴,但我却没有。”夏博士说。2019年夏天,在尾骨受伤后,夏博士决定更仔细地调查这个问题:人类是如何在演化过程中丢掉尾巴的?



基因突变导致尾巴消失

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原康修尔猿的骨架复原模型 | 图片来源:Guérin Nicolas


已知最早的人类和猿类的无尾祖先是一种被称为原康修尔猿的灵长类动物,生活在中新世时期(530万~2300万年前)的非洲。


但夏博士和同事认为,尾巴的消失可能要追溯到更早之前——大约2500万年前,即人类和猿类的演化走上不同道路的时候。


他们比较了6种人科物种和9种猴科物种的遗传数据,以寻找可能与尾巴相关的差异。一个可能的候选基因出现在“Alu序列”(一种重复的基因序列)的一小段DNA中。


这个基因隐藏在调节尾部发育的TBXT基因组中,可以从基因序列中的一个位置跳到另一个位置,影响蛋白质的合成。这种突变存在于猿类和人类的基因组中,但不存在于猴子的基因组中。


随后,科学家使用CRISPR基因编辑技术将这种突变复制到了小鼠的TBXT基因中。结果发现,经过基因编辑的小鼠尾巴长度不一,从正常到根本没有尾巴,各种长度都有。


虽然突变确实影响了它们的尾巴,但这并没有让它们完全失去尾巴。科学家意识到,在灵长类动物失去尾巴的过程中,还有其他基因发挥了作用。而且,科学家认为,这种突变的出现是尾巴消失的关键因素。


科学家指出,早期人类和猿类失去尾巴是一种进化,帮助它们向直立行走过渡。



我们还能长出尾巴吗

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美国圣塔克拉拉大学的米歇尔·贝赞森教授说,尾巴其实是一种优势,可以发挥很多作用。“在跳跃过程中,尾巴能够帮助身体保持平衡,” 她补充说,“还能在移动、觅食甚至睡觉时保持身体的稳定。”


灵长类动物的尾巴有时也可以用作工具。例如,白头卷尾猴会用尾巴吸收树洞里的水,然后再吸吮尾巴上的水。灵长类动物还可以将尾巴当作枕头或被子,甚至在社交活动中使用尾巴。


小猴子会用自己灵活的尾巴缠住母亲的身体或尾巴,它们也会在玩耍时拉拽同伴的尾巴。伶猴甚至会将自己的尾巴与交配对象缠绕起来,表达爱慕之情。


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就因为尾巴有这么多用处,没有尾巴的人类可能会想自己要是有尾巴该多好。那么我们有没有可能再次长出尾巴呢?遗憾的是,我们很久以前就失去了尾巴,已经不可能再长出来了。


2500万年的时间真的太久了,在这段漫长的时间里,我们体内与尾巴相关的基因早已失去功能,所有尾巴发育所需的DNA也已经丢失。


“很遗憾,即便修复所有导致我们失去尾巴的基因突变,我们仍可能无法重新长出尾巴。”夏博士说。


【《奇点科学》是欧洲经典科普杂志Science Illustrated(科学画报)版权合作方,专注报道令人兴奋的前沿科技进展,让读者提前看见未来。】


参考资料

[1]https://www.livescience.com/why-dont-people-have-tails

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