◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys.3322.org)◇◇ （载《南方周末》2003.7.10.，原方舟子著《进化新篇章》的一节） 分子生物学的一场胜仗：人和猿何时分离？ ·方舟子· 人类和类人猿是在什么时候开始分家的？我们可以去查化石纪录，要是能找到有一种化 石，它开始出现了人类所有而类人猿所无的一些特征，我们就可以把它视为人类的始祖，人 类和类人猿就应该在它之前分了家。在三十多年前，古人类学家普遍认为这种动物是拉玛古 猿。这些化石发现于印度西瓦利克山和中国云南等地的地层中，生存于距今1400万－ 1000万年以前。如果拉玛古猿真是从猿到人过渡的化石，那么人和类人猿的分家就只能 发生在拉玛古猿生活的年代之前，也就是一千四百万年前。 六十年代末，美国加州大学伯克利分校一位年轻的生物化学家沙里奇(V. Sarich) 异想 天开，看看能不能用实验来证明人和类人猿是何时分离的。他是根据分子钟原理来设计实验 的。蛋白质按照一定的速率在不停地进化，人和类人猿分家以后，他们的蛋白质的进化也跟 着分家了，那么，比较在现在他们的蛋白质序列的差异，就可以推测他们已经分家了多长时 间了。再在化石纪录中找一个比较确定的年代作为参照点，就可以算出什么时候分的家。 要比较蛋白质序列的不同，当然最好要知道蛋白质的序列。但是当时已知蛋白质的序列 太少，都不管用，比如当时测得最多的是细胞色素ｃ，这种蛋白质进化速率太慢，人和猩猩 的序列完全相同，派不上用场。这位生化学家想出了一个巧妙的办法来比较人和其它动物的 血液蛋白的差异。他把自己的血清注射到兔子的血管中，让兔子产生了针对人的血清蛋白的 抗体，然后把这种抗体提取出来，跟另一份人的血清混在一起，就产生了抗体－抗原反应， 反应强度设为百分之百。如果把这份抗体跟黑猩猩的血清混在一起，抗体－抗原反应变弱， 只有96％。跟大猩猩的血清的反应强度也是96％，但是如果是跟猩猩，跟长臂猿或是跟猴 子，反应强度就越来越弱了。这样灵长类彼此之间的亲缘关系就被确定，再在化石纪录中找 一个参照点，就得到了一个亲缘关系图。 　　这个结果，与通过古生物化石或形态比较绘出的亲缘关系图符合得很好。但是它推测人 与黑猩猩、大猩猩的分支时间是大约五百万年前，这比从化石估计出来的结果要晚得太多。 无人愿意接受这个结果。沙里奇就把测量工作再做得更细致一些：这回他干脆测定灵长类血 清中的白蛋白的氨基酸序列，发现人的白蛋白和黑猩猩及大猩猩的差别是1.2％，这个差 异，相当于大约五百万年，结果还是一样。 但是蛋白质并不是一个很好的分子钟，ＤＮＡ要精确得多。而且，每一种蛋白质的基因 （几百个到几千个碱基对）只占整个基因组极小的一部分，有不尽相同的进化速率，从一种 基因得出的结果和从另一种基因得出的可能不太一样，最好是能把整个基因组拿出来比较。 这可以通过ＤＮＡ杂交的办法做到。 　　在自然状态下ＤＮＡ是靠碱基互补配对结合在一起的双链。加热到一定温度后，碱基配 对被破坏，双链就分开变成两条单链，这个温度叫解链温度。冷却以后，ＤＮＡ单链又会互 相结合成为双链。两条单链结合成双链时，并不需要完全互补配对，允许有一定程度的错 配，只不过这样的双链较不稳定，打开它的解链温度较低。错配率越高，解链温度越低，也 就是说，我们可以由解链温度计算错配率。ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交技术就是利用ＤＮＡ的这种 特性，把两个物种的总体ＤＮＡ混在一起，加高温让它们全部解链，再冷却让它们相互之间 形成杂交双链，然后测出杂交双链的解链温度，由此计算两个物种的差异程度，进而推算它 们分支的地理时间。 　　利用ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交技术，可以绘出另一个高等灵长类的亲缘关系图。 　　把这个图和前面的图作个比较，就会发现它们相符得非常好；而且，在当时还无法推测人 和黑猩猩分支的时间，现在可以了。在根据序列差异推算分支的地理时间时，我们必须根据 化石纪录选一个参照点。在上图我们选了1千3百万年前猩猩的分支时间为参照点，由此推算 出人和黑猩猩的分支时间是7百万年前；如果用2千5百万年前旧世界猴类与猿类的分支时间 为参照点，则整幅图都要往右挪，人和黑猩猩的分支时间是5百万年前。总之，人和黑猩猩 的分支时间上限是七百万年前，下限是五百万年前，这是分子生物学对人类起源的结论。这 个实验被不同的人用不同的方法做过，结果都相当一致。 人和黑猩猩分离的时间究竟是七百万年前还是一千四百万年前？拉玛古猿究竟还能不能 算做人类的始祖？应相信分子呢还是相信化石？分子生物学家和古人类学家吵翻了天。拉玛 古猿那些被认为类似于人的特征是从极其残缺不全的颌骨和牙齿化石复原、推测而来的，古 人类学家把这项复原工作视为杰作，但是分子生物学家却不敢苟同。新的、更完整的拉玛古 猿被陆续发现了，结果让古人类学家狼狈不堪：原来的复原根本就是错误的，拉玛古猿那些 所谓人的特征或者不存在，或者可以有别的解释。拉玛古猿可能更接近猩猩，而不是人。现 在，古人类学家一达成共识，不再把拉玛古猿视为人类始祖，都已接受人和黑猩猩在5－7百 万年前分离这个结论。在这场人猿分手的战争中，分子生物学打了场胜仗。 (XYS20030711) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys.3322.org)◇◇