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人與黑猩猩的基因僅有1%差異?

人與黑猩猩的基因組雖僅有1%差異,卻在腦部發育等基因有重大差異。


種族有基因差異嗎?

人與人之間的差異只有1/1000,種族間差異更小,因此種族沒有明顯基因差異。

類基因組共有30億個(15億對)核苷酸,於2000年完全解碼;黑猩猩基因組則是在2005年完全解碼。作為與人類最接近的生物,黑猩猩與人類的基因序列有多大差異?令人驚訝的是只有約1%!也就是600萬年前,人類/黑猩猩的共祖各自演化之後,僅有1,500萬個核苷酸發生變異,序列差異比外貌相似的大鼠(rat)與老鼠(mouse)之間還小。但人與黑猩猩看起來如此不同,基因序列有什麼特殊性?雞與人類共祖已各自演化3億年,若以雞基因組做為人類與黑猩猩比較的外群,黑猩猩與雞在部分基因序列的相似性,遠高於人類,顯示這些位置是人類/黑猩猩共祖各自演化之後,發生了決定性的基因突變。


人異於黑猩猩的基因演化

過基因組比對,人類與黑猩猩基因組序列差異最大的區域,稱為第一號人類加速區(human accelerated region, HAR1),大約含有118個鹼基對。雞與黑猩猩各自演化約3億年,只累積了2個序列變化。但人與黑猩猩各自演化僅約600萬年,卻發生18個序列變化,顯示HAR1確實在人類演化過程中發揮重要功能。

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人類特有DNA發展插圖

一步探究這些基因的功能,確實造成人類較黑猩猩為優的生理優勢,譬如控制大腦皮層皺褶發育的HAR1基因、控制發音動作的FOXP2基因、控制腦容量發育的ASPM基因、控制消化澱粉的AMY1基因、控制乳糖代謝的LCT基因、控制手指靈活運作的HAR2基因等。

不是所有的突變都對人類有利,譬如人類/黑猩猩共祖同樣帶有TRIM5α基因,其蛋白質可阻止反轉錄病毒感染。各自演化後黑猩猩的TRIM5α基因過去無法抵抗反轉錄病毒PtERV1感染,今日卻能抵抗愛滋病毒HIV-1。人類的TIRM5α基因過去抵抗了PtERV1的感染,今日卻無法抵抗愛滋病毒HIV-1。

黑猩猩共祖各自演化之後,人類祖先走向現代之路,至現代人與人之間的差異約為1/1000。而這1/1000的差異,大部分普遍存在於各人群之內,僅有約5%-10%存在於種族(不同膚色)之間。因此基因在種族之間沒有顯著差異,「種族差異實似膚淺」。

膚色差異是如何產生?與膚色表現最相關的是黑色素皮質激素受體基因(Melanocortin 1 receptor; MC1R),研究推測演化自120萬年前。之前古代人類與黑猩猩相似,黑色毛髮下是桃紅色肌膚。約120萬年前脫去毛髮後為避免紫外線的攻擊,才演化出深色肌膚。膚色演化受天擇極大影響,與膚色最有關的是地理緯度,在不同的溫度與日照之下,選擇何種膚色基因最容易遺傳至下一代。

 

 

 

 

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