數万年前,人類和所有其他靈長類動物的共同祖先都有尾巴。許多現代靈長類動物,例如猴子和狐猴,仍然有尾巴,但是隨著靈長類動物的多樣化和進化,現代人類的祖先以及黑猩猩和bonobos(我們最親密的靈長類動物親戚)等猿類完全拋棄了他們的尾巴。
為什麼有些靈長類動物在人類和人類和猿沒有?人們認為尾部的損失是人類發展成為兩足動物的背景故事的一部分,但正是我們如何失去尾巴是科學家長期以來一直在尋求回答的問題。
最近,研究人員發現了遺傳關於人類為什麼沒有尾巴的線索。他們確定了與尾巴生長有關的所謂跳躍基因,該基因可能在數百萬年前的靈長類動物物種的基因組中跳入了不同的位置。這樣,它產生了一個突變,使我們的尾巴走開了。
碰巧的是,當我們胚胎時,人類仍然有尾巴。尾巴是一個可以追溯到的特徵地球的首先,當人類胚胎髮育時,我們在生長的最早階段就短暫地有尾巴(包括椎骨),所有具有骨架的動物也是如此。但是大約八個星期後,大多數胚胎人的尾巴完全消失了。科學家在2008年在《期刊自然。
之後,這些丟失的尾巴中唯一的殘留物是形成尾骨或尾骨的三到四個椎骨。
有時,人類的嬰兒天生有尾巴,儘管這異常罕見。根據2012年發表在2012年的一項研究印度小兒外科醫師協會雜誌。皮膚覆蓋的偽尾部含有肌肉,神經,血管和結締組織,但缺乏骨骼和軟骨,並且不像真實的尾巴那樣連接到脊髓。
但是人類是如何變成少女的呢?為了Bo Xia他以前是紐約大學的研究生,現在是Broad Institute的首席調查員,他在一封電子郵件中對Live Science說,難題自從童年以來一直是迷人的來源。 Xia正在研究人類發展,疾病和進化。他還是一項研究的主要作者,該研究確定了人類如何失去尾巴的遺傳“吸煙槍”。
這些發現首次於2021年在預印服務器上發布生物後來在日記中發行自然,2024年2月。
夏說:“當我小時候,我想知道這一點,看到幾乎各種動物都有尾巴,但不是我。”在最近發生的尾骨受傷之後,夏決定更仔細地研究問題的席位,以了解進化如何剝奪了人類和尾巴的尾巴。
最早已知的人類和猿類祖先是一個靈長類的屬,稱為Proconsul在中新世時期(2300萬至530萬年前)生活在非洲,沒有尾椎骨的跡象,這是尾巴中發現的骨頭。但是,人們認為尾巴的損失甚至是早些時候:大約2500萬年前,當時人類和猿類的人類譜係與舊世界猴子不同時,Xia和他的合著者在研究中寫道。
他們比較了來自六種類型類和九種猴子的遺傳數據,尋找可能與尾巴的存在或不存在有關的差異。一個可能的候選人出現在一小段脫氧核糖核酸稱為ALU元素 - 一種可以從基因組中的一個位置跳到另一個位置並影響蛋白質產生的DNA - 藏在調節尾部發育的基因TBX中。該突變存在於猿類和人類的基因組中,但不存在於猴子的基因組中。
然後,研究人員使用基因編輯技術CRISPR複製這個突變在小鼠的tbxt基因中;轉基因的動物的尾巴長度從正常到沒有尾巴變化。雖然突變確實影響了他們的尾巴,但它不是開/關開關。這告訴科學家,靈長類動物中的其他基因也參與了我們的全部嘲諷。
但是,這種突變的外觀“可能是破壞尾巴生產的關鍵事件”,研究高級合著者Itai Yanai,NYU Langone Health的應用生物信息學實驗室的科學總監,告訴科學。
tail
研究人員報導,猿猴和早期人類可能從失去尾巴中受益,因為它幫助他們過渡到兩足步行,這一進化發展與無尾巴相吻合。
但是,使尾巴保持其他方式受益的靈長類動物,因為這些附件執行了各種有用的功能。Michelle Bezanson,加利福尼亞州聖克拉拉大學藝術與科學學院人類學教授。貝贊森(Bezanson)的研究涵蓋了靈長類動物的行為和運動,他沒有參與這項新研究。
她在一封電子郵件中告訴Live Science:“在跳躍過程中可以擴展尾巴,並有助於使身體通過空中和登陸做準備。”她補充說:“它們在移動,覓食甚至睡覺時有助於平衡/穩定”。
靈長類動物的尾巴有時也可以用作工具。例如,白頭捲捲子(Cebus capucinus)Bezanson說,用他們的尾巴“將水倒入樹洞中,然後從皮毛中喝水,幾乎像海綿一樣。”靈長類動物也可能會依sills作為枕頭,在他們的社交行為中擠在他們的尾巴上,甚至在社交行為期間使用它們。
貝贊森說:“我最喜歡觀察的事情之一是,當一隻年輕的猴子使用其預先限制的尾巴抓住母親的身體或尾巴時。”猴子在遊戲過程中也可能會拉緊彼此的尾巴,而南美的蒂蒂猴子也可能在Callicebus屬屬與他們的伴侶交織在一起,以表現出感情,現場科學先前報導。
有了這些尾巴任務的各種可能性,這幾乎足以使人類的感覺像是他們錯過了。人們有一天有可能再次有尾巴嗎?夏說,不幸的是,我們很久以前就失去了尾巴,以至於重新恢復它們可能超出了我們的掌握。尾巴損失發生在大約2500萬年前,早在我們的物種之前就發生智人,走過地球。在隨後的數百萬年中,我們血統中的尾巴發展遺傳劇本已經停止運作,而尾巴發展所需的所有作品已經丟失了很久。
夏說:“即使我們糾正了在手稿中發現的特定基因突變,我們仍然可能無法重新開發這種結構。”
編者註:這個故事於2024年2月28日更新了,以指出Xia的隸屬關係變化,並且他的團隊的研究已在自然界發表。這個故事最初發表於2021年11月15日。