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人类群体的自然选择研究简史

时间:2022-10-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:美国科学家休斯提出,在长期的自然选择作用下,功能发生改变,但有利于人类适应环境的基因突变会在人类群体中越来越普遍,而这种变化可以通过对比不同族群间的DNA序列进行检测。该计划不仅解开了“生命天书”,也极大地促进了基因测序与分析技术的发展,这是自然选择遗传机制研究的新起点。对SNP的分析,更有利于发现自然选择在人类基因组中留下的印记。
人类群体的自然选择研究简史_人类传奇我们从

撰文 褚波

1858年

英国科学家达尔文和华莱士首次提出正向选择(positive selection)的概念:能让生物体更容易存活和繁殖的优势性状会随着时间而在群体中变得越来越普遍,这就是我们熟知的自然选择作用。

1865年

奥地利科学家孟德尔发现了遗传因子的分离定律和自由组合定律。这一发现成为现代遗传学的开端,为自然选择分子机制的研究奠定了基础。

1937年

美国科学家多布赞斯基出版《遗传学和物种起源》一书。在这部继《物种起源》之后最为重要的进化论著作中,多布赞斯基在理论和实验上统一了自然选择学说和孟德尔遗传学,对博物学家和实验生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究当中来。

1953年

美国科学家沃森和英国科学家克里克发现DNA双螺旋结构,生物学从此进入了分子时代。分子生物学研究为自然选择学说补充了重要的新证据,也为科学家探索自然选择的遗传机制提供了强力工具。

1954年

英国科学家埃里森发现,镰刀状细胞贫血症在非洲人中的发病率远高于其他国家,而且非洲不同地区发病率的高低还与疟疾的流行程度有关。当时有人猜测,镰刀状细胞贫血症的这种地理分布模式可能与非洲人对疟疾的适应有关(后来这一猜测得到了基因分析研究的证实)。

1968年

日本遗传学家木村资生提出中性学说,他认为在分子水平上,生物进化不受自然选择的作用,而是按一定的速率随机地突变,对生物的生存没有好处也没有坏处。虽然中性学说得到一些分子证据的支持,但该学说的正确性和适用范围目前仍然没有定论。

1988年

美国科学家休斯提出,在长期的自然选择作用下,功能发生改变,但有利于人类适应环境的基因突变会在人类群体中越来越普遍,而这种变化可以通过对比不同族群间的DNA序列进行检测。随着基因测序技术的发展,休斯的想法得到了证实。

1994年

美国科学家哈德逊等人为了更好地研究人类群体中的自然选择机制,他们开始在研究中引入果蝇等模式生物。

1999年

美国科学家鲁尼在研究中发现,编码P1精蛋白(参与精子生成过程)的基因在人类中的进化速度明显快于反刍动物、啮齿类动物,表明这个基因受到了很强的自然选择作用。这是人类近期快速进化的证据之一(不过,后来更多的研究表明,这只是一个特例)。

2000年

由美、英、日、中、德、法6个国家合作进行人类基因组计划宣告完成,科学家测定了人类23条染色体上的全部DNA序列。该计划不仅解开了“生命天书”,也极大地促进了基因测序与分析技术的发展,这是自然选择遗传机制研究的新起点。

2002年

中国、日本、英国、加拿大、尼日利亚和美国的科学家发起了国际人类基因组单体型图计划,目标是构建人类DNA序列中多态位点(SNP)的常见模式(即单体型图)。对SNP的分析,更有利于发现自然选择在人类基因组中留下的印记。

2004年

美国麻省理工学院的科学家在《美国人类遗传学杂志》(American Journal of Human Genetics)上发表文章称,据他们估计,在成年人体内仍有活性的乳糖酶基因突变型,仅仅用了5 000~10 000年时间,就在欧洲游牧民族中达到很常见的程度。

2005年

国际单体型研究联盟发表人类基因组单体型图,科学家从来自全球的269个人的DNA中找到了100多万个SNP位点。经过分析发现,在1、2、4、8、12和22号染色体上都存在选择性清除的证据,这表明多个DNA区域都经历过较强的自然选择作用。

2004年

美国科学家沙夫纳发现,在男性中,X染色体由于受到半合子状态(即X与Y染色体配对) 的影响,X染色体上的隐性基因容易受到自然选择的影响,从而可能加速人类进化。而且另一位美国科学家尼尔森还发现,X染色体上受到自然选择作用的基因通常与精液生成有关。

2006年

美国科学家萨拉·蒂什科夫领导的一个研究小组在《自然·遗传学》(Nature Genetics)上报告称,他们在东亚游牧民族中发现了乳糖酶基因快速进化的证据。这些改变意味着,这是人类对新的生存条件的一种适应。

2008年

一系列论文报道了50多个影响人类身高的等位基因,而且每个“身高基因”似乎并只能对身高产生微弱影响,平均只能使身高增加3~5毫米。这一发现说明,人类的适应性变化可能并非以这种方式产生,而是由一些对基因组中上千或上万个相关基因具有温和影响的基因变异造成的——也就是说,这些适应性改变是多基因性的。

2009年

美国科学家普里查德(本期封面故事作者)与同事发现,带有选择印记的等位基因的地理分布与人类走出非洲的迁徙路线有关,这表明人类进化不仅会受到环境影响,人类自身的行为也会影响进化。

2009年

美国科学家斯特恩斯在《美国科学院院刊》上发表文章指出,他们找到了6种会让女性在一生中生育更多子女的特性,这些特性全都显示出了中等偏上的遗传性。该研究团队还发现,子女数量较多的女性通常比平均水平稍矮和稍胖一些,绝经年龄也更大。

2010年

中国深圳华大基因研究院的科学家发现了在中国藏族人中很常见,但在其他人群中很罕见的基因变异。这种变异可以调节藏族人体内的红细胞生成量,有助于解释藏族人为什么能适应恶劣的生存环境。这一发现提供了一个生动的例证,向我们展示了人类如何在不太遥远的过去快速适应新环境。

2010年

英国伦敦大学皇家霍洛韦学院的科学家发现,城市化历史的长短与当地居民基因组中是否存在某些抗病基因有相关性。他们认为,这是因为疾病在人口密度高的城镇中更容易传播,城市化带来了更大的传染病风险,这种风险已足以形成一种选择压力,经历长期自然选择,那些城市化历史悠久地区的居民就具有了某些抗病基因。

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