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返祖现象能让我们生出猿人么?

科普小知识2022-07-12 16:23:33
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据Xi安植物园副研究员李淑娟介绍,这种睡莲是由泰国科学家开发的“万年青”。尽管最初的母本植物是黄色的,但在过去的三年里它只开了红色的花,而且从未有过双色花瓣。这次开放的黄色花瓣可能是这种植物的返祖现象。

返祖现象?这是一个带有科幻和色彩的词。什么是返祖现象?这是否意味着下一代又成了祖先?如果是这样,我们有可能生产猿吗?没那么简单。

返祖现象,英语中为返祖现象,源自拉丁语“祖先”。现代生物学将返祖现象定义为“生物体中祖先某些特征的偶然遗传现象”。顾名思义,现代生物具有先前生物的特征。这里的“前世生物”可以是几百万年前的生物,如体毛浓密的猿人,也可以是几代人以前的生物,如新闻中提到的用作母本的黄花菜。根据这个定义,我们现代人有可能生下猿人,但概率是多少?我们也将看看返祖现象是如何发生的。

返祖现象能让我们生出猿人么?

我们都知道生物体的外观特征是由基因决定的,但是基因如何决定外观特征确实是一个非常复杂的问题。在生物学书籍中,我们经常以果蝇为例。例如,果蝇有一对等位基因(等位基因是在一对同源染色体的相同位置控制相对性状的一对基因)。A是显性基因,表示存在红眼,A是隐性基因,表示存在白眼睛。那么aa和AA基因型的果蝇是红眼,而Aa基因型的果蝇是白眼睛。

然而,在现实生活中,科学家发现由一个基因决定的性状太少了。许多特征,如头发特征和身高,是由许多基因控制的。如果一个生物的祖先有一个由许多基因控制的特定特征,但在后来的进化中,这些基因只是被分成不同的个体,因此没有一个个体可以同时拥有这些基因,那么这些后代将不再具有祖先的特征。然而,是所谓的命运让人们幸福。也许有一天,在很长一段时间后,一个新的生命会通过无数代的遗传来收集这些基因,比如父母、祖父母、外祖父母等等。然后这些基因会再次相遇,共同显示出祖先独有的特征,返祖现象就会出现。

除了这种由多个基因控制的形状外,我们不能否认有些性状是由一个基因控制的。这是否意味着拥有这个基因就一定能显示出这个特征?不一定。因为在我们的细胞核中有太多的基因,如果每一个现存的基因都必须被表达,生物体就会被混淆。为了防止这种眼睛相关基因在腿上的表达,细胞中也有一套“基因沉默”技术。我们都知道转录和翻译对于基因表达是不可或缺的。转录是指以脱氧核糖核酸为模板,在细胞核中合成相应核糖核酸的过程。翻译是指核糖核酸离开细胞核进入细胞质的过程,利用自身作为模板来指导蛋白质合成。

细胞中的基因沉默是指当脱氧核糖核酸被转录成核糖核酸时,在某些脱氧核糖核酸上添加一个标记,如甲基,这样转录的核糖核酸分子将避开这个脱氧核糖核酸,相应的基因将不会被表达。或者可能是细胞核中的组蛋白形成了一个密封装置,将相应的基因密封在里面,而这个基因也不能被转录。此外,现代研究发现,在将核糖核酸翻译成蛋白质的过程中,细胞对核糖核酸也有一定的调节作用,这使得一些转录的基因无法表达。如果一个祖先的人格也沉默了,那么尽管他所有的后代都携带这个基因,这个特征也不会出现。然而,如果这种沉默在某一代中突然被打破,例如,没有添加待添加的标签或者用于执行阻断功能的蛋白质无效,则基因再次被给予表达的机会,从而祖先特征再次出现。

总而言之,返祖现象实际上是基因玩的把戏。理论上,人类完全有可能制造猿人,因为现代人和猿人是相应基因表达的结果。但是在现实世界中,如果我们想汇集猿人应该拥有的所有基因并让它们成功表达,这种可能性是如此之小,以至于我们认为这几乎是不可能的。然而,偶尔有几个祖先的形状是完全可能的,比如长尾巴和浓密的头发。

最后,补充一点,返祖现象也是由基因引起的,但它并不等于基因突变。返祖现象是现有基因的再表达,这是一个“复活”的过程,而基因突变是一个“凭空”的过程,在这个过程中,新基因是通过基因结构中碱基对的组成或序列的变化而形成的。