巨猿研究揭示 Y 染色体比 X 染色体进化更快

巨猿研究揭示 Y 染色体比 X 染色体进化更快 猿类性染色体研究来自宾夕法尼亚州立大学、美国国家人类基因组研究所和华盛顿大学的一个国际研究小组为五个类人猿物种和一个较小类人猿物种的性染色体制作了完整的"端对端"参考基因组。他们的研究揭示了雄性特异性 Y 染色体的快速进化变化。这些发现加深了我们对性染色体进化的理解，有助于我们了解影响类人猿和人类的遗传疾病。类人猿中 Y 和 X 染色体的重要性"Y染色体对人类的生育能力非常重要，而X染色体则蕴藏着对生殖、认知和免疫至关重要的基因，"宾夕法尼亚州立大学生命科学维恩-威拉曼讲座教授、生物学教授兼研究小组组长卡捷琳娜-马科娃（Kateryna Makova）说。"我们的研究为今后研究性染色体、它们如何进化以及与之相关的疾病打开了大门。我们研究的非人类巨猿物种都濒临灭绝。获得它们完整的性染色体序列将有助于研究它们在野外的性别特异性散布及其对繁殖和生育的重要基因"。宾夕法尼亚州立大学和美国国家人类基因组研究所的研究人员领导的一项国际合作新生成了六个灵长类物种的性染色体的完整基因组，揭示了类人猿Y染色体的快速进化。这些结果可以为保护这些濒危物种提供信息，并揭示人类和我们近亲中与性有关的遗传疾病。图片来源：设计：鲍勃-哈里斯；摄影：圣地亚哥动物园和塔尔萨动物园从 Y 染色体变异性看进化的启示这种参考基因组是一个具有代表性的例子，有助于今后对这些物种的研究。研究小组发现，与 X 染色体相比，Y 染色体在不同猿类物种之间的差异很大，而且含有许多物种特有的序列。然而，它仍然受到纯化自然选择的影响这种进化力量通过清除有害突变来保护其遗传信息。这项新研究最近发表在《自然》杂志上。基因组测序的技术进步马科瓦说："2001年，研究人员对人类基因组进行了测序，但实际上并不完整。当时可用的技术意味着某些空白没有被填补，直到2022-23年由端粒到端粒（Telomere-to-Telomere，简称T2T）联盟领导的一项新的努力。我们利用人类T2T联盟开发的实验和计算方法，确定了我们在世近亲类人猿性染色体的完整序列。"类人猿的比较基因组学研究小组为五种类人猿黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、婆罗洲猩猩和苏门答腊猩猩以及一种较小的类人猿暹罗猿制作了完整的性染色体序列。他们为每个物种的一个个体生成了序列。生成的参考基因组可作为基因和其他染色体区域的图谱，帮助研究人员对该物种其他个体的基因组进行测序和组装。这些物种以前的性染色体序列不完整，或者婆罗洲猩猩和暹罗猩猩的性染色体序列不存在。该研究的共同第一作者、宾夕法尼亚州立大学博士后研究员 Karol Pál 说："Y 染色体的测序一直是个挑战，因为它包含许多重复性区域，而且由于传统的短线程测序技术是在短时间内对序列进行解码，因此很难将得到的片段按照正确的顺序排列。T2T方法使用长读数测序技术，克服了这一难题。我们与美国国家卫生与遗传研究所（NHGRI）的亚当-菲利皮（Adam Phillippy）研究小组合作，结合计算分析的进步，使我们能够完全解决以前难以测序和组装的重复区域。通过比较 X 染色体和 Y 染色体之间以及不同物种之间的差异，包括与之前生成的人类 X 染色体和 Y 染色体的 T2T 序列的差异，我们了解到了有关它们进化的许多新情况。"Y 染色体的高变异性宾夕法尼亚州立大学医学基因组学中心主任马科瓦说："性染色体开始时与其他任何一对染色体一样，但 Y 染色体由于在其大部分长度上不与其他染色体交换遗传信息，因此在积累许多缺失、其他突变和重复元素方面一直独树一帜。"因此，研究小组发现，在六个猿类物种中，Y 染色体在包括大小在内的各种特征上的变化要比 X 染色体大得多。在所研究的猿类中，X 染色体的大小从黑猩猩和人类的 1.54 亿个 ACTG 字母（代表组成DNA的核苷酸）到大猩猩的 1.78 亿个字母不等。相比之下，Y染色体的大小从暹罗猩猩的3000万个DNA字母到苏门答腊猩猩的6800万个字母不等。例如，人类和黑猩猩之间约有 98% 的 X 染色体是一致的，但它们之间只有约三分之一的 Y 染色体是一致的。研究人员发现，部分原因是 Y 染色体更有可能被重新排列或部分遗传物质被复制。此外，在 Y 染色体上，重复序列所占染色体的百分比变化很大。根据物种的不同，重复元素占 X 染色体的 62% 到 66%，而占 Y 染色体的 71% 到 85%。与人类基因组中的其他染色体相比，X 和 Y 染色体上的这些百分比都更高。Y 染色体生存策略马科瓦说："我们发现猿猴的Y染色体正在缩小，积累了许多突变和重复，并丢失了基因。那么，为什么Y染色体没有像以前的一些假说所说的那样消失呢？我们与坦普尔大学的谢尔盖-科萨科夫斯基-庞德等人合作发现，Y染色体上仍有许多基因在净化选择一种保持基因序列完整的自然选择下进化。其中许多基因对精子发生非常重要。这意味着 Y 染色体不可能很快消失。"研究人员发现，Y 染色体上的许多基因似乎采用了两种生存策略。第一种是利用基因冗余染色体上存在同一基因的多个拷贝这样基因的完整拷贝就能补偿可能发生突变的拷贝。研究小组首次完成了猿类性染色体上多拷贝基因家族的图谱，从而量化了这种基因冗余。第二种生存策略是利用回文，即 DNA 字母表中的字母序列后跟有相同但倒置的序列，例如 ACTG-GTCA。当基因位于回文染色体内时，就能从回文染色体纠正突变的能力中获益。帕尔说："我们发现，Y染色体可以在两个回文染色体臂的重复序列之间与自身交换遗传信息。当同一基因的两个拷贝位于回文染色体内，其中一个拷贝发生突变时，可以通过与另一个拷贝进行基因交换来挽救突变。这可以弥补Y染色体与其他染色体遗传信息交换的不足。"研究小组还首次获得了猿类性染色体上回文染色体的完整序列，因为以前很难对它们进行测序和研究。他们发现，猿猴 Y 染色体上的回文染色体特别多而且特别长，但它们通常只在近亲物种之间共享。猿类基因组研究的进展研究人员还与约翰-霍普金斯大学的迈克尔-沙茨及其团队合作，对 129 只大猩猩和黑猩猩的性染色体进行了研究，以更好地了解每个物种内部的遗传变异，并寻找自然选择和其他进化力量作用于它们的证据。宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授、论文作者之一 Zachary Szpiech 说："通过将大猩猩和黑猩猩的性染色体测序读数与我们的新参考序列进行比对，我们从之前研究过的大猩猩和黑猩猩个体中获得了大量新信息。虽然未来增加样本量将非常有助于提高我们检测不同进化力量特征的能力，但在与濒危物种合作时，这在伦理和后勤方面都可能具有挑战性，因此我们能最大限度地利用现有数据是至关重要的。"研究人员探索了能够解释大猩猩内部和黑猩猩内部 Y 染色体变异的各种因素，这一分析揭示了 Y 染色体上净化选择的额外特征。对未来研究和保护工作的影响宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授克里斯蒂安-胡贝尔（Christian Huber）是这篇论文的作者之一，他说："我们将生物信息学技术和进化分析有力地结合在一起，使我们能够更好地解释我们的近亲类人猿性染色体的进化过程。"此外，我们制作的参考基因组将有助于未来对灵长类进化和人类疾病的研究。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

剑桥研究表明物种间的竞争极大地影响了类人猿的进化轨迹

剑桥研究表明物种间的竞争极大地影响了类人猿的进化轨迹 最新研究表明，不仅仅是气候，竞争对智人的进化产生了重大影响，智人属表现出独特的物种分化模式，与其他脊椎动物明显不同。海德堡智人的头骨模型，海德堡智人是最新研究中分析的智人物种之一。资料来源：剑桥大学达克沃斯实验室通常认为，气候是造成类人物种出现和灭绝的原因。然而，在大多数脊椎动物中，种间竞争发挥着重要作用。现在，研究首次表明，在人类五百万年的进化过程中，竞争对于"物种分化"新物种出现的速度至关重要。发表在《自然-生态学与进化》杂志上的这项研究还表明，人类自身血统的物种形成模式几乎与其他任何东西都不同。第一作者、剑桥大学克莱尔学院的生物人类学家劳拉-范-霍尔斯坦博士说："我们一直忽视了物种之间的竞争是如何塑造我们自己的进化树的。气候对类人猿物种的影响只是故事的一部分。"最新研究中分析的类人猿物种之一弗洛里斯人的头骨铸模。资料来源：剑桥大学达克沃斯实验室范-霍尔施泰因说，在其他脊椎动物中，物种的形成是为了填补生态"壁龛"。就拿达尔文的雀类来说：一些雀类进化出了大嘴，用来啄坚果；而另一些雀类则进化出了小嘴，用来捕食某些昆虫。当每个资源"位"都被填满时，竞争就开始了，于是没有新的雀类出现，物种灭绝就接踵而至。Van Holstein利用贝叶斯建模和系统发育分析表明，与其他脊椎动物一样，大多数类人猿物种是在资源或空间竞争较少的情况下形成的。"我们在许多早期类人猿身上看到的模式与所有其他哺乳动物相似。物种分化率上升，然后趋于平稳，此时灭绝率开始上升。这表明，种间竞争是一个主要的进化因素。"人类独特的进化模式然而，当范-霍尔施泰因分析我们自己的族群智人时，他的发现却是"离奇的"。对于现代人的智人血统来说，进化模式表明，物种之间的竞争实际上导致了更多新物种的出现这与几乎所有其他脊椎动物的趋势完全相反。"智人的种类越多，物种分化的速度就越快。因此，当这些壁龛被填满后，就会有更多的物种出现。这在进化科学中几乎是绝无仅有的"。她所能找到的最接近的对比是生活在岛屿上的甲虫物种，那里的封闭生态系统会产生不寻常的进化趋势。"我们看到的直接导致现代人的智人跨物种进化模式更接近于岛居甲虫的进化模式，而不是其他灵长类动物，甚至是任何其他哺乳动物的进化模式"。近几十年来，人们发现了多个新的类人猿物种，从南猿（Australopithecus sediba）到浮人（Homo floresiensis）。范-霍尔施泰因建立了一个新的数据库，记录了类人猿化石中的"出现"情况：每次发现一个物种并确定其年代，总共约有385次。化石是衡量物种寿命的不可靠标准。"范-霍尔施泰因说："我们发现的最早化石不会是一个物种的最早成员。直立人头骨的铸模，直立人是最新研究中分析的类人猿物种之一。资料来源：剑桥大学达克沃斯实验室"生物化石的成活率取决于地质和气候条件：是炎热、干燥还是潮湿。随着研究工作集中在世界上的某些地方，我们很可能会因此而错过某个物种较年轻或较古老的化石"。范-霍尔施泰因利用数据模型来解决这个问题，并将每个物种在其存在之初和结束时的可能数量以及化石环境因素考虑在内，为大多数已知类人猿物种（共 17 种）生成了新的开始和结束日期。技术进步与人类进化她发现，一些被认为是通过"anagenesis"进化而来的物种当一个物种慢慢变成另一个物种，但血统并没有分裂实际上可能是"萌芽"：当一个新物种从现有物种分支出来时。这意味着比以前假设的更多的类人猿物种共存，因此可能存在竞争。人类的早期物种，如古人类，很可能是通过生理进化来扩大自己的生存环境例如，通过调整牙齿来利用新型食物而我们智人属中截然不同的模式的驱动力很可能是技术。"采用石器、火或密集的狩猎技术，都是极为灵活的行为。能够利用它们的物种可以迅速开辟新的生存空间，而不必在进化新的身体结构的同时度过漫长的岁月，"范-霍尔施泰因说。她认为，最新研究发现的智人物种数量呈指数级增长的背后，可能是智人利用技术进行泛化的能力，以及迅速超越迫使其他物种争夺栖息地和资源的生态位的能力。但这也造就了智人终极通才。在几乎所有的生态位中，与一个极其灵活的通才竞争，可能是导致所有其他智人物种灭绝的原因。范-霍尔施泰因补充道："这些结果表明，尽管竞争一直被人们所忽视，但它在整个人类进化过程中发挥了重要作用。也许最有趣的是，在我们这个种属中，竞争所起的作用与迄今所知的任何其他脊椎动物种系都不同。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

不断进化的智慧：黑猩猩会从小持续学习使用工具的技能直至成年

不断进化的智慧：黑猩猩会从小持续学习使用工具的技能直至成年 野生西部黑猩猩使用棍棒工具提取高营养食物。图片来源：Liran Samuni，塔伊黑猩猩项目(CC BY 4.0)法国认知科学研究所的马蒂厄-马勒贝及其同事今天（5月7日）在开放获取期刊《PLOS生物学》上发表的一项研究显示，黑猩猩成年后仍在继续学习和磨练自己的技能，这种能力对于复杂多样的工具使用的进化可能至关重要。人类有能力在一生中不断学习。据推测，这种能力是人类超常灵活使用工具的原因，也是人类认知和文化进化的关键因素。在这项研究中，马勒贝及其同事通过研究黑猩猩如何随着年龄的增长而发展工具技术，探讨了黑猩猩是否也具有这一特征。作者通过几年来在科特迪瓦塔伊国家公园收集的视频记录，观察了 70 只不同年龄的野生黑猩猩使用棍棒拾取食物的情况。随着年龄的增长，黑猩猩能更熟练地使用合适的手指夹来处理木棍。这些运动技能在黑猩猩六岁时就能完全发挥作用，但直到成年，它们仍在不断磨练自己的技巧。某些高级技能，如用棍子从难以触及的地方提取昆虫或调整握力以适应不同的任务，直到 15 岁才完全发展成熟。这表明，这些技能不仅仅是身体发育的问题，也是学习新技术技能的能力，并一直持续到成年。因此，将学习能力保留到成年似乎是使用工具的物种的一个有利属性，这也是黑猩猩和人类进化的一个关键启示。作者指出，要了解黑猩猩学习过程的细节，例如推理和记忆的作用，或者与同伴的指导相比，经验的相对重要性，还需要进一步的研究。作者补充说："在野生黑猩猩群体中，复杂的工具使用学习一直持续到成年。这种模式支持了一种观点，即整个类人猿的大大脑允许在生命的头二十年继续学习"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

《夫人她是非人类（58集）金雅娜》

《夫人她是非人类（58集）金雅娜》 简介：金雅娜饰演非人类夫人，她在人类世界的经历充满奇幻色彩，剧情围绕她的身份秘密和生活故事展开，58集内容奇幻有趣 标签： #夫人她是非人类 #奇幻身份短剧 #非人类题材短剧 #金雅娜作品 文件大小 NG 链接：

Y 染色体演化速快于 X 染色体

Y 染色体演化速快于 X 染色体 科学家对 6 种灵长类动物及人类开展了一项最新研究。结果表明，包括人类在内，灵长类动物雄性 Y 染色体的进化速度快于 X 染色体。科学家比较了黑猩猩、倭黑猩猩、西部低地大猩猩、婆罗洲猩猩、苏门答腊红猩猩，以及与人类亲缘关系较远的西亚芒长臂猿的性染色体。研究人员首先使用端粒到端粒（T2T）技术对这些动物的性染色体进行了测序。结果表明，在所有研究物种中，Y 染色体的进化速度快于 X 染色体。研究还发现，即使同一属的物种，其 Y 染色体长度也差异显著。例如黑猩猩和倭黑猩猩 Y 染色体的长度存在巨大差异；苏门答腊猩猩Y染色体的长度是长臂猿 Y 染色体的两倍。相较之下，这些灵长类动物的 X 染色体则高度保守。研究人员表示，雄性灵长类动物性染色体具备一个 X 染色体和一个 Y 染色体。Y 染色体能如此快速进化的一个原因在于：它包含高度重复的遗传物质，如回文重复序列（该序列正向和反向读取均相同），因此可以保护重要基因免受复制错误的影响。 via Solidot

人类为什么没有尾巴？基因中的秘密可以解释原因

人类为什么没有尾巴？基因中的秘密可以解释原因 这项研究成果最近发表在《自然》（Nature）杂志上，研究人员比较了无尾猿和人类与有尾猴的DNA，发现猿类和人类都有一个DNA插入基因，但猴子却没有。研究小组设计了一系列小鼠，以研究插入基因 TBXT 是否会影响小鼠的尾巴，结果发现小鼠的尾巴会受到各种影响，包括一些小鼠出生时没有尾巴。"我们的研究开始解释进化是如何去掉我们的尾巴的，这个问题从小就吸引着我，"该研究的通讯作者、纽约大学格罗斯曼医学院的杰夫-D-博克（Jef D. Boeke）博士和伊泰-柳井（Itai Yanai）博士说。夏现在是哈佛大学研究员协会的初级研究员，也是麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的首席研究员。过去的研究发现，有 100 多个基因与各种脊椎动物尾巴的发育有关，研究作者推测，尾巴的消失是由于其中一个或多个基因的 DNA 代码发生了变化（突变）。研究作者说，值得注意的是，新的研究发现，尾巴的差异不是来自TBXT突变，而是来自在类人猿和人类祖先的基因调控代码中插入了一个名为AluY的DNA片段。这项新发现源自遗传指令转化为蛋白质的过程，蛋白质是构成人体结构和信号的分子。DNA 被"读取"并转化为RNA 中的相关物质，最终转化为成熟的信使 RNA（mRNA），从而产生蛋白质。在产生 mRNA 的一个关键步骤中，被称为内含子的"间隔"部分会被从代码中剪除，但在此之前，只需将被称为外显子的 DNA 部分拼接在一起（剪接），即可编码最终指令。此外，脊椎动物的基因组还进化出了另类剪接，即通过省略或增加外显子序列，一个基因可以编码不止一种蛋白质。除了剪接之外，人类基因组还在进化中加入了"无数"开关，从而变得更加复杂。"无数"开关是人们不甚了解的"暗物质"的一部分，它在不同类型的细胞中开启不同水平的基因。还有其他研究表明，人类基因组中的非基因"暗物质"（位于基因之间和内含子内）有一半由高度重复的 DNA 序列组成。此外，这些重复序列大多由反转座子组成，反转座子也被称为"跳跃基因"或"移动元素"，它们可以四处移动，反复、随机地插入人类代码中。据信，大猩猩、黑猩猩和人类的尾巴脱落发生在大约 2500 万年前，当时它们正从旧世界的猴子进化而来。图片来源：《自然》杂志 (2024)综合这些细节，目前这项"令人震惊"的研究发现，影响尾长的转座子插入物AluY随机出现在TBXT代码的一个内含子中。虽然它没有改变编码部分，但研究小组发现，内含子插入影响了替代剪接，这是以前从未见过的，从而导致了不同的尾长。夏发现，在人类和猿类的TBXT基因中，如果AluY插入保持在同一位置，就会产生两种形式的TBXTRNA。他们推测，其中一种形式直接导致了尾巴的缺失。纽约大学朗格尼医院系统遗传学研究所索尔和朱迪思-伯格斯坦主任博克说："这一发现非常了不起，因为大多数人类内含子都携带重复、跳跃的DNA拷贝，但对基因表达没有任何影响，而这种特殊的AluY插入却起到了决定尾巴长度这样显而易见的作用。"作者说，包括大猩猩、黑猩猩和人类在内的灵长类动物的尾巴脱落据信发生在大约2500万年前，当时灵长类动物从旧世界猴子进化而来。在这次进化分裂之后，包括现今人类在内的猿类群体形成了较少的尾椎，从而产生了尾骨。虽然失去尾巴的原因尚不确定，但一些专家认为，它可能更适合在地面上生活，而不是在树上。研究人员说，失去尾巴带来的任何优势都可能是强大的，因为它可能是在付出代价的情况下发生的。基因通常会影响身体的多个功能，因此在某处带来优势的变化可能会对其他地方造成损害。具体来说，研究小组发现，在TBXT 基因插入研究的小鼠中，神经管缺陷略有上升。系统遗传学研究所的柳井说："未来的实验将检验这样一种理论，即在古老的进化权衡中，人类尾巴的缺失导致了神经管先天性缺陷，比如脊柱裂中涉及的那些缺陷，如今每一千个人类新生儿中就有一个会出现脊柱裂。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：