你和猪之间只差十把香蕉——人类与香蕉基因相似度达50%？

"你真是头猪"这句经常作为伴侣之间讥讽的话，近些年来被越来越多的科学研究证实可能真有几分事理。科学家们将猪的基因组与人的基因组进行比对后，发现它们之间有极高的相似性。也就是说，人和猪确实"共享"了良多基因。

不但是猪，在动植物界中还有良多物种与人类的基因组存在相似性。这此中既有黑猩猩一类灵长目近亲，也有酵母甚至喷鼻蕉等与人类完全不搭界的物种。今天我们先来清点一番与人类基因组相似度较高的物种，再对这种相似性发生的原因加以简介。

哪些动物的基因组与人类相似？

1.黑猩猩

黑猩猩是今朝与人类基因组相似水平最高的动物。研究表白，黑猩猩的基因组与人类基因组的相似性年夜约为98.6%到99%之间。从形态特征以及生殖过程来看，黑猩猩都与人类很接近，基因组有很高的相似性也层见迭出。进化基因组学的研究显示，人类的祖先与黑猩猩的祖先年夜约在500-600万年前分隔，各自进化当作了此刻的形态。

黑猩猩具有极高的聪明程度

黑猩猩属下的别的一种动物——倭黑猩猩与黑猩猩的相似度极高，二者共享了年夜约99.6%的基因。科学家揣度，它们直到年夜约130万年前才演化为两个自力的物种。至于它们分道扬镳的原因听起来有点黑色诙谐：二者都不长于泅水，于是在刚果河南海说神聊两岸的黑猩猩种群逐渐被地舆身分隔断，走上了略有分歧的演化路线。

灵长目中不少其它物种也与人类的基因组相似度极高，例如年夜猩猩与人相似度达到98%，红毛年夜猩猩达到97%。除此以外，各类猴甚至狐猴都与人共享了90%以上的配合基因。

2. 猫

今朝的研究表白，猫与人类的基因相似性高达90%，这也从一个侧面反映出了猫的聪明水平现实上可能跨越我们对它们的固有印象。对猫的驯化最初发生在年夜约1万年前，并且最初可能是猫本家儿动将本身委身于与人类的这种共生关系中。证据显示，那时的野猫以捕猎田鼠作为买卖筹码接近人类，从而获取一点额外的卵白质和食物。

喵星人居然是本家儿动前来"奴役"蓝星人的

3.奶牛

是的，你没有看错，我们的基因组跟奶牛也有80%摆布的相似性，这一数据甚至高于与我们拥有更近配合祖先的啮齿类。科学家们对此给出的诠释是啮齿类更小的体型催生了更快的滋生周期和更高的滋生能力，从而使得种群的演化能力和基因突变历程年夜年夜加快。

奶牛与人类存在配合祖先

4. 小鼠

若是只比力卵白质编码基因，小鼠有85%的基因与人类相似；但若是将人类和小鼠的非编码RNA进行比力，却只有50%具有相似性。有科学家估量小鼠的祖先和人类的祖先年夜约在8000万年前分隔，各自进化。小鼠作为今朝科学研究中最常用的模式动物，与人类基因组的高度相似性是此中很主要的原因。

小鼠为人类医学事业的成长立下了汗马功绩

5.果蝇

看似跟人类体型差距极年夜，表面特征完全纷歧样的果蝇，与人类基因的相似性居然有60%。可能良多人不敢相信，但基因比对的成果确实证实了人类的体内有一半以上的基因跟果蝇是相似的。

果蝇虽小，却协助人类揭开无数谜题

6.鸡

鸡的生殖体例跟哺乳动物完全分歧。尽管在滋生儿女上存在着庞大的差别，但基因比对的成果显示，鸡的体内依然有60%的基因与人类相似。

鸟类是哺乳类以外现存独一的恒温动物

7. 喷鼻蕉

年夜清点中独一一莳植物呈现了，它就是喷鼻蕉！一种连动物都不是的生物，居然跟人类的基因有50%的相似性。固然笔者也感受很不成思议，但从生物学角度来说确实也有合理的诠释，我们将会在后面的段落具体介绍。

喷鼻蕉基因组与人的相似水平之高确实出乎良多人料想

8.酵母

酵母是一种单细胞真菌，因为在生物学尝试中经常会用到，所以有人将它的基因组与人的基因组进行了比力。成果发现这种单细胞生物，依然有26%的基因与人类相似。

酵母是知名的模式生物

以上，笔者为大师清点了8种生物与人类基因组进行相似性比力的成果。为了让大师更好地舆解上面的内容，而且消弭可能存在的曲解，我们将从以下两个角度为大师进一步解读。

清点中为什么没有其它我们熟悉的动物？

不少常见动物在清点里的缺席并不代表在天然界中与人类基因组相似的生物只有这8种。这8种生物之所以在列，是因为人类已经完当作了对它们的基因组测序，并且有科学家完当作了比对工作。

全基因组测序费时吃力花钱，所以今朝完当作全基因组测序的年夜多属于有科研价值以及有经济价值的生物。例如，最新一种完当作全基因组测序的动物是澳洲考拉，这项当作果已于不久前的7月份登上了《天然—遗传学》杂志。考拉每年为澳洲带来10亿美元的直接经济收益，并且为宿世界人平易近所喜爱，拥有本身的基因图谱想来也不外分。

考拉的全基因组测序于本年7月完当作

天然界中必然还存在良多跟人类基因组相似的物种，只不外因为没有完当作全基因组测序，没有法子进行相似性比对，因而具体的相似性数据不为人类所知而已。

相似性比力的尺度是什么？

上面提到的基因组相似性，年夜大都指的是编码卵白质基因的相似性。可是在人类染色体中，编码基因只占到了整个DNA序列的1.5%到2%之间，也就是说其他98%的区域并没有效来进行相似性比力。

那为什么只比对这么少的区间就能说两个物种存在相似性了呢？这是因为在生物体内阐扬功能的基因年夜大都都是这些编码基因，其他非编码区域被认为是"垃圾"区域。是以仅仅比力这些编码卵白的基因序列，就可以判定分歧物种之间相似性的巨细了。

DNA序列中仅有不到2%的编码基因

然而，跟着科学家对染色体熟悉的加深，近些年发现这些"垃圾"区间也会经由过程转录出非编码RNA或者染色体折叠的体例来间接影响细胞的心理活性。是以，今朝的比对成果还不敷切确，相信跟着我们对生命运行纪律的不竭解读，将会获得加倍科学的成果。

我长得无论若何也不像喷鼻蕉，凭什么我们的基因组有50%相似性？

为什么像喷鼻蕉、果蝇、鸡这种跟人类表面特征、糊口体例、滋生体例差距这么年夜的生物，还依然有对折以上的基因与人类的基因是相似的呢？

我们起首从生物体根基组成的角度来诠释这个问题。不管是酵母、喷鼻蕉、果蝇仍是鸡，都属于真核生物，而真核生物都是由真核细胞组成的。高中生物学课程中我们已经学过，所有的真核细胞都具有以下几个特点：

具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等组成的细胞核；有内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体等细胞器；有发财的细胞骨架系统；转录体例根基一致，等等。

典型的动物细胞布局

尽管这些分歧的物种表面不同很年夜，但从细胞程度来看，根基布局却都是相似的。因为这些根基布局的形当作是由基因决议的，所以也就不难理解为什么植物和微生物还能跟人类的基因组有必然的相似性了。

其次也可以从生物进化的角度来诠释。不管是动植物仍是微生物，最初都是由配合祖进步前辈化而来的，所以分歧生物之间或多或少都遗留着配合祖先的一些基因特征。

生物进化的系统发生树

跟着各物种标的目的分歧的偏向进化，基因之间的差别也就越来越年夜。这也就是为什么上述几种动物中，黑猩猩与人类基因组相似性最高，而酵母与人类基因组的相似性最低了。

进行跨物种基因比对有什么意义？

跟着越来越多物种全基因组测序的完当作，我们还会发现更多跟人类基因组相似的动植物。现实上，对进化角度上亲缘关系较近的物种进行近似的基因比对研究，是今朝进化基因组学最有力的研究手段。

经由过程基因比对，我们可以厘清分歧种近缘生物的亲缘关系，确定它们种间分化发生的年夜致期间，以及把握物种演化的脉络，从而优化经典的物种分类树；科学家还可以或许按照曩昔的物种进化轨迹进一步展望地球上生物将来的进化偏向，为人类与地球的可持续成长供给建议。

地球上的现存生物固然各自履历了数十亿年的进化过程，但都可以追溯到配合的祖先，从这个角度来说，我们与喷鼻蕉拥有50%的配合基因其实不值得年夜惊小怪。

出品：科普中国

建造：京都年夜学生物科学研究科 六八七

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