但在达尔文时代,尽管有了很是前卫的天然选择学说,但受限于那时的遗传学理论程度,并不克不及诠释优良性状是若何传给儿女的。
跟着染色体的发现,人们垂垂地大白了遗传物质在细胞割裂时是若何复制的,是若何减半形成生殖细胞,最终再连系的,可这却又带来了新的问题。
减数割裂
1921年,一个叫西奥菲勒斯·佩因特的美国大夫,察看几个神经病人自虐切下来到的睾丸,发现某些已割裂邃密胞中似乎有24条染色体。
两年后,他在颁发的论文中对人类染色体的数量做了进一步的研究,最终得出人类染色体的“准确”数量是48条。
1923年绘制的染色体图
这一结论统治了整个细胞遗传学界长达30多年,因为浩繁被认为是与人亲缘关系近的类人猿也都是48条染色体,似乎没有来由思疑这个结论的准确性。
1955年,美籍华裔蒋有兴改良了一种察看人类胚胎细胞染色体的新方式,却惊奇地发现这些细胞分明只有46条染色体!他频频确认,一共记实了261个细胞的染色体数据,没有一个数据有误差。
蒋有兴
一个连原作者都不太确定但却被视作“真理”的结论,在短短半年时候就已经被几乎所有人遗忘,周全接管了人类只有46条染色体的结论。
可是,工作又变得古怪起来了。几乎所有猿亚目动物都拥有48条染色体,黑猩猩、大猩猩、红毛猩猩无一破例,唯独人类拥有46条染色体。
一只发胖的红毛猩猩
人类与这些兄弟姐妹在大约800万年前分道扬镳,这在生物进化史上是一个不算长的标准,事实发生了什么会让人类丢失了两条染色体?
我们知道,染色体是细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩形成的聚合体,它的任何改变城市导致发生严重的后果。
人类的46条染色体
染色体异常造成的遗传疾病往往很是严重,众所周知的21三体综合症,就是此中的一种,又称作先天愚型。顾名思义,患者的第21号染色体呈现了异常,可能是三体、易位、嵌合三种环境之一。
患者不仅在容貌上有较着的患病特征,同时会带有多种先天的缺陷,包罗智力低下、身段矮小、发育迟缓、免疫功能低下,更主要的是大多患者都不具有生育能力。
21三体综合症
当然,有因常染色体异常造成的疾病,更有因性染色体异常造成的疾病,而且发病率更高。
正常人应拥有44条常染色体,男性还拥有一对XY型的性染色体,女性则是XX。但当怙恃的性细胞割裂呈现的一些错误,就会生下带有特别性染色体的儿女。
X染色体与Y染色体
若是女孩子多了一条X染色体,有较大要率会呈现卵巢功能低下,无生育能力,被称作“超雌”,发病率可达千分之一。若是少一条X染色体,患者表示为性发育幼稚,身段矮小,同样大要率会没有生育能力。
仅拥有一条X染色体的女性
若是男孩子多一条X染色体,会表示出部门女性化的特征,固然外生殖器正常,但睾丸发育不良,可能仅有花生米巨细,导致精液中完全没有精子,即不育。
若是多一条Y染色体则相对正常,仅在心理上表示出较强的进犯性,大都可育,较难经由过程一般诊断发现,有传言称魔头希特勒就是XYY综合症的患者。
XXY综合症患者
有太多太多的例子证实染色体的主要性,并且可以发现无论是常染色体异常或是性染色体异常几乎都很是轻易导致患者不孕不育,无法生育儿女。
那就不禁让人发问,第一个只拥有46条染色体的人类莫非不会拥有良多缺陷?就算可以或许存活,他/她与其它人类交配能发生健康的儿女吗?
阴谋论者不会放过如许的好机遇,他们认为人类之所以如斯怪异,多半得仰仗地外力量,是外星高级生命有意识地革新了我们,让我们从浑身毛的兄弟姐妹中脱颖而出。
似乎如许诠释,人类缺失染色体的现象就变得合情合理了。
印度洞窟壁画中的疑似外星人
科学家们当然不会让阴谋论者得逞。跟着手艺的成长,我们已经可以具体对比人类和几种猿类的染色体差别了。
科学家们将染色体按照长短类型编号,发现人类的2号染色体长度几乎是猿类中等长度染色体长度的两倍。
将基因标识表记标帜后察看,人类2号染色体上的基因可以和猿类的12、13号染色体上的基因一 一对应,这个超长的2号染色体就是两条染色体首尾相连融合后的产品。
可是这个发现依旧没能解答上述的问题,两个染色体数量分歧但基因相似的个别,似乎是不克不及够发生可生育的儿女。
闻名的不育杂交个别骡子就是个很好的例子,马的染色体数量是64条,驴的染色体数量是62条,两者的杂交生下的骡子染色体数量是63条,没有生育能力。
骡子
其实“染色体数量分歧会发生生殖隔离”的概念是完全错误的,驴与马因为在基因上的差别较大才导致了生殖隔离。
家马与普氏野马就是最好的反例,普氏野马的染色体为66条,比家马多出两条,但因为两者的基因差别很小,并没有发生生殖隔离,子一代可育。
野生普氏野马比大熊猫还罕见,图为人工放归的普氏野马
所以,当初的人类也并不存在因为染色体数目转变而导致的生殖隔离问题。现实上,染色体仅仅是在细胞割裂过程中短暂存在的一种形态,因为其形态特别,易被碱性染料着色,所以被普遍用于遗传学研究。
龙胆紫染色的细胞
史前人类所呈现的染色体数量转变有它的特别性,将原本两条染色体融合成了一条,仅仅是改变了遗传物质某一阶段的形态,而并没有大量丢失遗传物质。
以现代进化论的概念,任何物种的突变都不是一蹴而就的,固然存在第一个突变的个别,但基因遗传必需得从种群的角度考虑,只有当一个突变基因是有利于物种保存的,且呈现概率足够高才有可能不变遗传下去。
固然我们无法得知当初的染色体融合是若何发生的,但我们可以斗胆地设想。
也许在人类与猩猩还没有分炊的年月,有某一个种群中发生了一个变异,这个变异会增添某些染色体融合或易位的概率,而且陪伴着一些优势变异遗传下去,此时拥有这种变异的个别并没有呈现异常。
这个变异在种群中呈现的概率垂垂地增添了,终于降生了第一个染色体异常的个别,也许他/她没有能发生健康的儿女,但当如许的个别陆续呈现,总会有两个只有46条染色体的个别连系,生下健康的儿女。
人类的2号染色体
也许当两条染色体融合后,这个变异就落空了感化,变异可能导致了某条染色体的端粒(在染色体两头包管染色体自力性和遗传不变性的DNA)丢失,以至于轻易与其他染色体发生融合,但融合后另一条染色体又带来了新的端粒。
有一种所谓“夏娃理论”认为,此刻世界上所有的人类很有可能都拥有一个配合的老祖母,我们细胞的线粒体中都含有同源的遗传物质,而线粒体只能由母亲传给儿女。
这位“夏娃”的染色体数量天然是46条,很有可能就是是第一批生下能不变遗传的儿女的雌性之一。
这个变异也许也并没有丢失,它可能增添了人类突变的概率,让人类脱颖而出,缺失的染色体只不外是漫漫进化路上巧合的小插曲,但同时也给人类带来了很多染色体变异遗传病。
与人类比拟,我们的猩猩亲戚们似乎并没有那么多的遗传疾病。人类可能因为这个变异而崛起,那会不会也因为这个变异而被遗传疾病所困,走向衰亡呢?