按照達(dá)爾文的進(jìn)化論，生物進(jìn)化的路線大致是從水生到陸生，也即從魚類到兩棲類，再到爬行類，再從靈長類到人類等。但是，從水生動(dòng)物到陸生動(dòng)物有一個(gè)至關(guān)重要的進(jìn)化問題：水生動(dòng)物，如魚的鰭如何演變成陸生動(dòng)物的腿或四肢?

其實(shí)，從鰭到腿的演變是漸進(jìn)的，這一點(diǎn)已有化石為證。2004年7月美國芝加哥大學(xué)的解剖學(xué)教授尼爾·舒賓和其同事在北極的埃爾斯米爾島發(fā)現(xiàn)了一種稱為“提克”的魚，提克是因紐特語，即“提塔利克魚”的簡稱，意為大型淡水魚。提克魚介于魚和陸生動(dòng)物之間，它像魚一樣，背后有鱗，還有帶蹼的鰭。不過，它又像早期的陸生動(dòng)物，有一個(gè)扁平的頭和脖子。而且，最重要的是它的鰭，仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，它的鰭里面有對(duì)應(yīng)于陸生動(dòng)物前肢的骨骼，還有手腕的一部分，并有手關(guān)節(jié)。這是一條長著肩膀、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)的魚，所有這一切都藏在帶蹼的鰭里面。

但是，從鰭到腿(手)的演變又是怎樣啟動(dòng)的呢?如今，研究人員從分子角度提供了一種解答，是基因?qū)е铝藦啮挼酵?手)的演變，這種基因就是actinodin，它是一組基因，有四個(gè)。

實(shí)際上，actinodin基因是為魚的鰭編碼的基因。鰭對(duì)于魚來說最重要的作用是保持平衡，同時(shí)也幫助其游動(dòng)，就像陸生動(dòng)物的四肢一樣。而鰭主要由堅(jiān)硬的蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成，這種蛋白質(zhì)纖維稱為角質(zhì)鰭條，是一些成豎狀排列的一排排纖維。actinodin基因就是編碼產(chǎn)生這些角質(zhì)鰭條。

加拿大渥太華大學(xué)的瑪麗·安德烈·艾基門科研究小組發(fā)現(xiàn)，斑馬魚和古老的魚中有actinodin基因，但是，在小鼠等四足動(dòng)物的體內(nèi)沒有actinodin基因。研究人員首先在斑馬魚胚胎的鰭芽中發(fā)現(xiàn)了這種基因，而在小鼠胚胎的肢芽中卻沒有發(fā)現(xiàn)actinodin基因。此后，研究人員在斑馬魚斷鰭部位又長出來的鰭中也發(fā)現(xiàn)了actinodin基因。

接著，艾基門科的研究小組用嗎啉核酸(Morpholinos)來檢驗(yàn)這些基因的功能。嗎啉核酸是一種小分子，附著在RNA(核糖核酸)上，可以阻斷蛋白質(zhì)翻譯(RNA就是擔(dān)任蛋白質(zhì)生成的翻譯工作)，從而抑制目標(biāo)基因的表達(dá)。使用嗎啉核酸抑制了actinodin基因表達(dá)后，研究人員發(fā)現(xiàn)，斑馬魚胚胎的鰭芽中沒有出現(xiàn)角質(zhì)鰭條，而后者是生成鰭必須的物質(zhì)。于是，胚胎中的鰭芽沒有發(fā)育，最后鰭芽卷曲起來。

研究人員用同樣的方法阻止了成年斑馬魚重新生長的鰭中actinodin基因的表達(dá)，結(jié)果成年斑馬魚重新生長的鰭中角質(zhì)鰭條的分布也受到影響。而且，actinodin基因表達(dá)減少或不表達(dá)后在其他動(dòng)物也會(huì)引起肢體發(fā)育的異常，例如，產(chǎn)生額外的趾。

根據(jù)生物進(jìn)化的時(shí)間表，研究人員推測，在泥盆紀(jì)晚期(約3.65億年前)，最初類似魚的生物生成了有8個(gè)趾的腿，然后它們開始冒險(xiǎn)從淺水處進(jìn)入陸地，從而進(jìn)化為兩棲動(dòng)物，再進(jìn)化為爬行類動(dòng)物。而陸生動(dòng)物的腿就是從鰭演化而來。其實(shí)，這也是人類祖先的進(jìn)化過程。在從鰭轉(zhuǎn)換到腿的過程中，我們的有脊骨的祖先失去了一排排堅(jiān)硬的纖維，即角質(zhì)鰭條。而足趾的數(shù)量也是后來才演變成今天的動(dòng)物每條腿最多有5個(gè)，如人類的手和足有5指和5趾。

但是，啟動(dòng)這一過程的是就是actinodin基因表達(dá)的缺失，因此基因的缺失也與基因的擁有一樣，成為進(jìn)化中的創(chuàng)造性力量。而且，actinodin基因在其他有骨魚中也能發(fā)現(xiàn)，但是在爬行類動(dòng)物中卻找不到。因此，這一基因家族也許有很古老的根，就像在象鮫(又稱姥鯊，是大洋性大型鯊魚，魚類中體型第二大者)的基因組中發(fā)現(xiàn)的部分序列一樣。

當(dāng)然，actinodin基因的功能缺失導(dǎo)致了鰭轉(zhuǎn)化為腿這一假說還需要更多的研究來檢驗(yàn)。而且，其他研究人員提出了一個(gè)有意思的問題：我們是因?yàn)闆]有使用鰭才失去了這些基因呢，還是因?yàn)槭チ诉@些基因才失去了鰭?瑞士洛桑的聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院(EPFL)的進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)家丹尼斯·杜波爾認(rèn)為，這是一個(gè)進(jìn)化問題，你不能做實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。

對(duì)此，艾基門科提出，會(huì)在以后的研究中用小鼠等動(dòng)物來觀察actinodin基因，以進(jìn)一步確認(rèn)是否是該基因?qū)е铝藦啮挼酵鹊霓D(zhuǎn)換，以及如何轉(zhuǎn)換的。(文章代碼：101502)

[責(zé)任編輯]張?zhí)锟?/p>

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人類進(jìn)化的簡要?dú)v程

迄今，人類進(jìn)化可以明確的大致有下面一些歷程。

1.南方古猿南方古猿約生活于400萬300萬年前?？梢哉f，這是人類最早的祖先之一。南方古猿腦容量很小，雄性明顯比雌性為大?；瘶?biāo)志是1974年在埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)的年輕雌性骸骨，稱為露西(Lucy)。

2.能人能人意即能制造工具的人種，它為人屬的最原始的成員，腦容量為男性700～800毫升，女性500～600毫升，可能已具備語言能力。

3.直立人經(jīng)過數(shù)卡萬年的演進(jìn)，能人最終為直立人所取代，成為人類的主流，直立人的出現(xiàn)標(biāo)志著人類的史前時(shí)伐在200萬年前經(jīng)歷了又一次巨大的變化。直立人不再像他們之前的那些人科成員那樣僅僅在非洲的原野上徘徊，而是在后來的、歲月里多次走出非洲，擴(kuò)散到亞洲、美洲和歐洲的許多地區(qū)。

4.智人(亦稱古人)分為早期智人和晚期智人。

早期智人一以尼安德特人，(尼人)為代一表，1856年發(fā)現(xiàn)于德國的尼安德特河流域的一個(gè)山洞，因此得名。從頭骨可以看到他們?nèi)杂泻芏嘣嫉奶卣?，眉脊發(fā)達(dá)，前額較為傾斜，枕部、突出，鼻部寬大，頜骨前突等。有些尼人腦容量超過1300毫升，甚至大干現(xiàn)代人，其他骨骼和現(xiàn)代友已十分相似。

晚期智人這個(gè)時(shí)期的人類在約3～5萬年前取代了尼人，他們除了有某些原始性之外，基本上和現(xiàn)代人相似。晚期智人通常也叫做現(xiàn)代人。但現(xiàn)代人的概念還是指新石器時(shí)代以后的人類。即距今約一萬年前至現(xiàn)在的人類。