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老鼠和人类基因相似度达85%,为什么长得和人类差距这么大?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
老鼠和人类基因相似度达85%,为什么长得和人类差距这么大?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
生物的性状是由基因决定的,然而你知道吗,人类和其他动物的基因相似度非常高。据科学家研究发现:
人类和黑猩猩的基因相似度高达98%;人类和猫的基因相似度高达90%;人类和奶牛的基因相似度高达85%;人类和老鼠的基因相似度有50%;人类和香蕉的基因相似度高达50%。人类和老鼠根本不是同一各生物,也不存在亲缘关系,为什么基因相似度如此之高呢?这件事,还要从1亿年前开始说起。
老鼠与人类
在大约1亿年前,人类和老鼠还是一家,由于当时的生态位主要由恐龙统治,所以人类和老鼠不得不选择一些恐龙看不上的生态位生活,这些生态位就是:树上和地下。
在大约800万年前,人类的远古祖先选择了树上作为栖息地,而老鼠的远古祖先选择了地下作为栖息地。
由于这两者面临的环境不同,因此在繁衍后代时,对基因的选择也不同。比如:人类需要更强有力的手臂,来确保能抓住树上的藤蔓,从而不至于摔死。而强有力的手臂对于老鼠来说属于无用的技能,而且还比较浪费能量,因此它们在演化中没有保留该基因。
就这样,人类和老鼠越走越远,直到形成两种完全不同的生物。
我们知道,有些基因不管对人类,还是对老鼠来说,都是有利的基因。比如:眼睛。由于人类和老鼠都是哺乳动物,而哺乳动物的特点就是:恒温,能分泌乳液,胎生等特点,控制这些特征的基因,就相当于基础设施一样,无论对于人类还是对于老鼠,都属于必不可少的基因,因此两者的基因相似度偏高。
相似度高的原因
人类基因组测序结果显示,人类只有大约25000个控制生物性状的基因,这些基因的长度只占总长度的1.5%,也就是说,人体大多数基因是无用的,重叠的。
事实上老鼠身体内也有大量的无用的、重叠的基因,比如:鳞片基因等。据研究发现,如果把这些无用的、重叠的基因算进来,人类与老鼠只有50%的相似性。
除此之外,能够控制生物性状的基因,也叫作外显子基因,有一些虽然人类和老鼠都有,但却存在突变基因。
比如:虽然人类和老鼠都有眼睛,但两者眼睛的位置却不相同。人类的眼睛在面部前方,两只眼睛的视野可以重叠在一起,让人类拥有立体视觉,人类的远古祖先需要眼睛来查看与藤蔓的距离,这可以帮助它们判断自己是否能够抓住藤蔓,因此立体视觉基因被挑选了出来。
老鼠的眼睛在脑袋两侧,两只眼睛的视野不重叠,被称为单眼视觉,单眼视觉的动物虽然无法准确判断与物体的距离,但却可以扩大视野,以便更迅速发现天敌,从而躲避天敌。这种视野有助于老鼠逃生,因此单眼视觉被老鼠挑选了出来。
除了视野之外,其他一些基因也是如此,虽然一些基因老鼠与人类都拥有,但这个基因存在着突变类型,导致人类和老鼠的差异性较大。
也就是说,老鼠和人类虽然基因相似度很高,但很多基因存在变异,所以人类和老鼠看起来才不一样。
总结
如果可以让时光倒流,我们会发现大多数动物在远古时期都是一家,只是分家时间的早晚而已,比如:在生命刚刚诞生之初,人类和病毒、微生物都拥有同一个祖先;在2亿年前,人类和所有的哺乳动物都拥有共同的祖先;在大约2000万年前,人类和所有的灵长类动物都拥有共同的祖先。
这些远古的祖先在演化中,留下了一个又一个的后代,这些后代由于面临的环境各不相同,因此又演化出了多种多样的生物。
但是不管这些生物的体态特征、生命活动以及外貌外表有多大变化,构成这些生命的基因总是有着共同之处,这就是为什么人类和老鼠差异那么大,但基因相似度很高的原因。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这里的相似不是说老鼠和人类有85%的基因是相同的,而是指老鼠的基因序列和人类的序列在核酸的拷贝数等方面具有很高的相似,而基因只占核酸序列很小的比例。
很多人都弄混了,不知道基因到底是什么。生物组成中最重要的是核酸,核酸就是一大串的碱基序列,人体的核酸序列(DNA)全部连在一起的话足有100万亿米长,而具有转录翻译蛋白质功能的核酸片段才被称为基因,人类大约有25000个基因,然而基因序列的总长度却只有所有核酸序列的1.5%左右,其它的全是无意义的重复序列或者回文序列等等(至少现代科学仍不确定这些核酸序列的功能)。有些是进化残留,有些是逆转录病毒基因,在人类与病毒的生存竞争中,病毒的基因被融合在人类核酸序列中,称为内源性的病毒基因,它们在人体内不会表达相应的功能。老鼠也是一样,核酸序列中的基因序列只占很少一部分,其余的也是像人类一样的重复拷贝或者回文结构等等,如果排除这些序列的影响,人类和老鼠的基因的差距就很大了。
基因决定功能,生物的性状都是由基因控制表达,老鼠的面貌和人类区别很大,体型更小,全身有毛发,尾巴很长,眼睛的巩膜覆盖眼球外露部分所有的表面,控制这些性状的基因显然是和人类不同的,相似的基因是那些决定生物大体构造的基因,比如人类喝老鼠都有心肝脾肺肾,而且相应器官的功能也是相似的,那么控制这些器官和功能的基因也存在高度的相似;不过两者由于生存环境的不同,又都有各自突变来的基因,比如人类体表缺少毛发,而如果将老鼠相应基因剔除,老鼠的毛发生长也会停止,还有一个在哺乳动物中普遍存在的基因,据分析和人类的语言功能有关,而基因序列方面仅仅是几个核酸序列的区别,这就导致了功能很不相同。
同属于哺乳动物,在演化史中存在共同的经历,也就是哺乳动物分化并向其它生物演化之前,这部分共同的演化历史使得人类和老鼠具有一些相似的核酸序列,而在两者分别出现后则经历了不同的生活环境,环境对基因的选择使得两者向不同的方向演化,而这造成了两者基因的不同。排除无意义的核酸序列,老鼠和人类的相似度不高于50%,正是不同演化历史的结果。
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