楠木軒

老鼠基因和人類有很高相似度,為什麼長得和人類差距這麼大?

由 宮繼梅 釋出於 科技

先說一組資料,今天地球上上的人類和黑猩猩基因相似度達到了96%,和老鼠的基因相似度達到了85%,和香蕉的基因相似度竟然達到了50%,是不是覺得很不可思議,人類不僅與哺乳動物基因相似度高,而且與植物的基因相似度都達到了非常高的重合度。


這是為什麼呢?我們就來好好分析一下,為什麼人類和那麼多的生物基因重合度那麼高。

基因重合度

我們知道,人類的遺傳物質是DNA,而DNA分子是由脫氧核糖核苷酸組成的。


脫氧核糖核苷酸中包括:磷酸,脫氧核糖,鹼基,氫鍵(這些記不住也沒關係),我們只需要知道,對遺傳資訊起到決定作用的是鹼基對的排列順序。

鹼基是指:A(腺嘌呤),G(鳥嘌呤),T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶)組成。

鹼基對是指鹼基兩兩排列,並且有一定規則:A(腺嘌呤)一定對應著T(胸腺嘧啶);G(鳥嘌呤)一定對應著C(胞嘧啶)。


而人體中,一共有30多億鹼基對,也就是說人體內有30億對脫氧核糖核酸,我們人體的性狀就是由這30多億鹼基對的排列順序決定的,它們就有點類似於遺傳編碼一樣。

而這30多億鹼基對中,並不是所有的都會在你身上表現出來,有很多鹼基對是無用的,在你身上並沒有表現出來,比如:鱗片、尾巴等。而其中有用的鹼基對排列順序,可以透過轉錄、翻譯等工序,組成各種各樣蛋白質,而人類的形狀就是透過蛋白質實現的。

物理學家Riccardo Sabatini曾經做過一個比方:如果把你體內所有的遺傳密碼打印出來,那麼將會佔滿26.2萬紙,而這其中,只有500頁獨屬於你自己,其他人沒有。


這個比例,其實就是人與人之間的差異,這也是為什麼我們說,你和世界上任何一個人的基因相似度都高達99.9%,哪怕你和他沒有血緣關係。

那麼,我們為什麼和老鼠的基因相似度也那麼高呢?


其實這是因為,老鼠和人類一樣,遺傳資訊也是儲存在DNA之中,也是透過鹼基對的排列順序來記錄的,而且鹼基都是由A(腺嘌呤),G(鳥嘌呤),T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶)組成。

大多數情況下,這些鹼基對的排列順序和人類的都相同,只有少部分與人類有差異。

人類和老鼠有85%的基因相似度是因為這些基因執行著類似的功能,比如:呼吸功能,視覺功能,神經系統等等。


還有一些基因功能可能會在老鼠身上表現出來,而在人類身上不表現出來。

比如:某種基因疾病,可能在老鼠身上會發病,但在人類身上終身不發病。還有毛髮,在老鼠身上會表現出全身毛髮,但人類控制的形狀是無體毛。

老鼠與人,為什麼有85%的基因相似度?

在1億多年前,人類和老鼠擁有共同的祖先,由於地球當時的霸主恐龍還沒有滅絕,所以人類和老鼠的祖先只能佔據較小的生態位,依靠夜行、樹棲生活。


在7000萬年前,人類祖先逐漸開始與老鼠祖先分家,但此時人類和老鼠的祖先是近親,基因差異並不大,或許還存在部分生殖交流。


後來隨著板塊運動造成的地理隔絕,讓人類祖先和老鼠祖先的基因差異越來越大,直至成為不同的物種。

儘管人類和老鼠成為了不同的物種,但人類和老鼠的在蛋白質編碼基因上存在著許多相似度。美國國家人類基因組研究員認為,在蛋白質編碼基因上,人類和老鼠相似度達到了85%,這也說明了兩者在遠古時擁有共同的祖先。

除了人類和老鼠有共同的祖先外,還有一個重要的原因,那就是並不是所有的鹼基對都對應著性狀,大多數鹼基對是冗餘的,它所對應的基因也是無用的,並不執行任何作用。


而有效的基因只佔總基因的一小部分,正是這一小部分,決定了我們的長相、膚色、衰老與疾病。

而人類之所以與香蕉也有50%的基因重合度,是因為香蕉也是用DNA作為遺傳物質,原理和人類相似,只是具體基因性狀與人體不同。


總結

之所以老鼠基因和人類基因的相似度能夠達到85%,其實是因為這些物種都是由真核細胞組成的,而真核細胞的遺傳物質都是DNA,DNA上的鹼基對排列原理都是相同的。

因此,即使物種之間外在的相似度不同,但控制生物最底層的邏輯都是相同的,因此在基因層面上,才具有如此高的相似度。