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老鼠基因和人类有很高相似度,为什么长得和人类差距这么大?

2020-10-16 19:31阅读(69)

老鼠基因和人类有很高相似度,为什么长得和人类差距这么大?:老鼠与人类基因相似度只有95%左右,黑猩猩与人类基因相似度也只有98.8%。其实老鼠与人类基因有95%的

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老鼠与人类基因相似度只有95%左右,黑猩猩与人类基因相似度也只有98.8%。

其实老鼠与人类基因有95%的相似度有也很高了,如果只从基因上看,是人是鼠还真的难以分辨。

可在真实世界中,老鼠与人类的外形差距太大了

老鼠是啮齿动物,世界鼠类有450多种,共有家鼠、黄毛鼠、屋顶鼠等1700多亚种,是最原始的哺乳动物。长得獐头鼠目,体态有大有小,体重在20~900g之间,一双鼠目贼溜的转,却视力低下。尾端长着一条长长的鼠尾,人类就以它受到启发发明出来鼠标。

鼠类生性机灵,善钻洞、攀爬、游泳。智商高,堪与人类一较高低。人类吃的它们都吃,人类不吃的蝎子等物它们也吃。对于栖息地没有要求,不管是脏乱的下水道还是垃圾堆,都能栖身,因此常会为人类带来病菌。

鼠类繁殖能力强过人类,每年可怀胎8次,每次可有7只左右幼鼠。

老鼠与人类的相似度

耶路撒冷大学的科研人员扫描老鼠的骨骼发现,精确到毫米的老鼠骨骼与人类骨骼相似度高达99%。如果将骨架延展开来,与人类骨骼几乎没有区别。

下图为老鼠骨骼:

科研人员通过千万个老鼠实验,在比对老鼠与人类基因后,发现老鼠比人类的要少约10%,老鼠的第16号染色体与人类第21号染色体最相似。而人类多出来的基因其实有很多是重复的垃圾基因。

下图为古哺乳动物(人类祖先)骨骼:

人类还将继续对老鼠的研究,以能更好的了解自己。而且人类的祖先就是一种像老鼠的生物。

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到目前为止,在一个物种中发现的几乎所有基因在另一个物种中都可以以一种密切相关的形式存在。

在已被研究的大约4000个基因中,只有不到10个在一个物种中发现,而在另一个物种中却没有。

小鼠和人类基因组都包含大约31亿个碱基对(或化学字母)。只有大约5%的序列由蛋白质编码区域(基因)组成。超过90%的基因组是非编码DNA,有时被称为“垃圾”DNA,没有已知的功能。由于大量的非编码DNA,仅凭一个序列很难识别基因;

即使是今天最好的计算程序也不能识别许多编码序列,并错误地识别其他编码序列。

同样,要识别DNA内的调控区域也很困难,因为它们仅以定义不清的“一致”序列的形式存在。

平均而言,老鼠和人类基因组的蛋白质编码区域有85%是相同的;一些基因99%相同,而另一些只有60%相同。这些区域在进化上是保守的,因为它们是功能所必需的。相比之下,非编码区域的相似性要小得多(只有50%或更少)。

因此,当我们将人类和老鼠的相同DNA区域进行比较时,功能元素明显地脱颖而出,因为它们有更大的相似性。

科学家们已经开发出一种计算机软件,可以自动对人类和老鼠的序列进行比对,使蛋白质编码和调控区域变得明显。

大约八千万年前,人类、老鼠和其他哺乳动物拥有共同的祖先。因此,所有哺乳动物的基因组都是相似的。

从理论上讲,将狗或牛的DNA序列与人类的DNA序列进行比较,将提供相当丰富的信息。然而,老鼠有一个主要的优势,因为它是一个完善的实验模型。

基因不仅可以很容易地在小鼠基因组序列中找到,而且还可以通过实验来测试这些基因在小鼠体内的功能。因此,科学家可以在老鼠身上模拟人类疾病中发生的DNA变化的影响,并仔细研究这些DNA拼写错误的后果。

小鼠模型也提供了测试可能的治疗药物并评估其精确效果的机会。

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老鼠与人类的差别大吗?

老鼠和人类的差别并不大,而且基一个样。许多人从外表上看问题,得出的结论,老鼠的外表和人类的外表确实相差很大。但是老鼠的内表却和人类相同,一个脑袋,四肢,脊椎,内脏也一样,排泄系统,生殖系统,都几乎一模一样。

致因为有这样,才会有百分之九十九相似的结论。

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老鼠的基因和人类基因的相似度并没有99%,不过貌似90%还是有的,至于说什么和人类基因相似度达到99%的,那是黑猩猩。

首先呢,人类和老鼠基因有一定的相似度是没有问题的,毕竟人类和老鼠都有着共同的祖先,那就是哺乳动物的,不过那也是好几亿年前的事情了,时至今日,老鼠和人类发展得可是迥然不同啊。而人类和黑猩猩的祖先都是古猿了,这个稍微近一点,也就几百万年前的事吧,所以黑猩猩和人类基因相似度更高也是说得过去的。

其实这并没有什么可大惊小怪的,因为不单单是人类和老鼠,人类和其它的哺乳动物,基因相似度都在90%以上,跟灵长类动物相比较,基因相似度普遍在96%以上。但是话又说回来了,即使如此,那又能说明什么呢?俗话说:“失之毫厘,差之千里。”人类和老鼠基因相似度10%的差距,足以让人类和老鼠发展成为截然不同的物种,就连是黑猩猩和人类基因有99%的相似度,仅仅1%的差距,那也还不是和人类有着天壤之别吗?

如果我们想要在人类和老鼠之间找出什么共同点的话,那么恐怕得回到数亿年前了,人类和老鼠同为哺乳动物,而哺乳动物最早进化于1.6亿年前,很多人认为哺乳动物进化于恐龙灭绝之后,实际上早在侏罗纪时代,哺乳动物就开始发育了,而至今为止,已经经过了1.6亿年的时间,人类和其它所有的哺乳动物都一样,最初源于始哺乳动物,而最初的哺乳动物,就像是一棵大树的根基一样,此后在这个根基之上,哺乳动物家族一点点壮大起来。

在这颗大树成长起来之后,它不断分化出各种各样的分叉,而人类和老鼠,在很早之前就已经不在同一个树干之上了,随着时间的推进,人类和老鼠已经变得越来越不同了,而人们普遍认为,原始猿类是人类的早期分化点,大约在600万年前,现代猩猩和人类分道扬镳,经过了真的多年的各自演变,人类和黑猩猩的基因差异度也才1%左右,已经形成了如此大的外貌、智力方面的差异,更不要提10%的差异了,这已经差的太远了。

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老鼠的基因和人类的相似度90%左右,相似度不是指基因有多少相同,而是基因的类型和其主导的性状的关系,只要有一个碱基对不同,基因功能就不相同,导致不同物种的较大差异。

同是哺乳动物分支,老鼠和人类往远了说有一个共同的直系祖先,而哺乳动物的演化历史大约只有1亿多年,相较于地球生命40亿年的历史还是很短暂的,因而哺乳动物间保留了一些相似的基因,据分析人类和老鼠的基因相似度在85%-90%,然而这里的相似度指的只是“相似”,并不说明两者有多少相同的基因,哺乳动物的生殖发育规律是有一定相似的,最初的时候形态相似度非常高,相似的发育来源于相似的基因,基因的行为才是生物发育的根本,而尽管基因有相似,但是哺乳动物的胚胎发育在时间上有较为明显的区别,人类需要10个月,一些哺乳动物仅仅只需要几周,但是每种基因中又多多少少有一些碱基对的差异,这来源于漫长进化历史中不断形成的可遗传变异,就是这一点点差异导致了基因产物的天差地别,基因控制的生物体的发育结果就千差万别,而对于现代技术来说,基因的差异是可以测定的。

据科学家分析,人类的语言是和基因有关的,有一些基于基因突变的遗传病导致人缺乏语言能力,听不懂也不会说,而分析后发现猿类动物也有这种基因,只是和人类有几个碱基对的差别,造就了它们没有语言能力。生物的繁衍来自于基因的复制,复制几乎是100%一样地向后代传递,因此生物的繁衍首先是保持了物种的稳定,而那些可遗传的变异才形成了生物演化的基础,可遗传的变异导致了种群内生物的差异,可大范围的基因突变一般是直接导致死亡,所以这些变异也只是少数基因点位的变异,因此不同的生物个体拥有大量相似只有少量不同。然而这些会随着演化的时间而不断累积,动物也会因为微生物的感染将一些病毒或者细菌的基因固定在自己的基因中,成为内源性的病毒基因,人类和老鼠生活的环境大不相同,各自都会引入很多不同的基因,各种基因差异的累积尽管使两者之间只有10%左右的差异,基因的表达结果却千差万别。

地球生命一脉相承,构成物质都是一样的,十来种碱基,20种左式氨基酸,尽管它们之间的配对可以有很多很多种,可是已知的地球生物都有一两百万种了,未知的可能还有千万种,那就会使碱基的配对有高度相似的不同物种。人类不仅和老鼠基因相似度在90%左右,和香蕉的相似度也有50%。

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差之毫厘,失之千里。

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先纠正一个错误,99%指的不是相似性,而是同源性,科学家们在2002年的时候,研究和分析了老鼠的基因,结果显示老鼠有99%的基因,都能在人类的基因当中找到同样的序列。

那么这个研究证明了在基因的层面上,人和老鼠是高度同源的,所以不要被一些流言误导了,人家明明说的是同源性,但却被一些自媒体说成是相似性。

当然了,这个研究并不奇怪,虽然说人和老鼠是两个截然不同的物种,但人和老鼠都属于哺乳动物的一员,而哺乳动物都拥有同一个祖先。

始祖兽是一种生活在1亿3000万年之前的哺乳动物,这种动物极有可能是胎生哺乳动物的最早祖先,那么包括人类,老鼠,鲸鱼在内的所有哺乳动物,都是始祖兽在漫长的演化过程当中,一步一步分化而来的,所以这也是为什么所有的哺乳动物,基因序列都差不多的原因了。

最后基因的同源性和相似性,它们完全是两码事,不可混淆在一起理解,例如哺乳动物的基因序列虽然都差不多,但基因的相似性就千差万别了。

例如和人类基因最像的动物是黑猩猩,它们的基因和人类的基因有98%都一样,但就是这1%的差异,导致人类可以上天入地,而黑猩猩要么被关在动物园里,要么在野外风餐露宿,所以基因太重要了……

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对于老鼠基因和人类有99%相似,为什么长得和人类差距这么大呢之话题,我个人观点认为,鼠类动物的出现是陆生哺乳类动物演化的生态基础来源,地球上现阶段所有形成的哺乳类动物物种,都是由原始的鼠类动物不断进化而来的,所有哺乳类动物都是同缘异形的生态体现。为什么会这样说呢?

因为,鼠类动物的形成,遍布全球各地,各自所处的生存环境不同,食物来源不同,地理位置不同,土质气候不同,进化路径不同等等,这些不同的生存因素,会带来对不同生存环境适应性的生理改变,会使鼠类动物在繁衍进化的过程中发生变种再变种的生态现象,不同的生存环境,会塑造出与之生存环境相适应的物种。

因此,地球上的哺乳类动物是种类繁多和多样性的情况,都是由鼠类动物作为演化基础,形成同缘异形不同物种的体现。正因为是同缘异形的同纲物种,鼠类的基因与人类的基因才会有99%的相似度;正因为鼠类动物已发生了变种再变种的较大变化过程,处在人类的进化路径才会出现人类物种现阶段的生存状态,其体型体貌长得当然与人类会有较大的差距。

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人类基因组有30亿碱基对,其中只有0.1%在人类之间是存在差异的,整个人类99.9%的碱基对完全一样因为有共同的进化历史,我们与所有哺乳动物共享大量DNA。所以科学家才能够通过建立生物模型来了解人体复杂的分子机制,老鼠长期以来一直被用于了解基因功能、疾病和药物开发。

老鼠和人类以及其他哺乳动物在7500万到1.25亿年前拥有一个共同祖先,虽然现在的老鼠和人类看起来不太一样,但两者的基因蓝图却惊人地相似。大鼠基因组大约有27.5亿个碱基对,比人类基因组要略小,略大于小鼠基因组(26亿个碱基对)。但是两者基因组包含的基因数与人类基因数量大致相同,各有大约3万个基因,但其中只有300个左右是独一无二的。老鼠和人类拥有99%相同的基因,在其中一个物种中发现的几乎所有基因都可以在另一个物种中找到其同源基因。此外,几乎所有已知的与疾病相关的人类基因在大鼠基因组中都有对应的基因,并且在哺乳动物进化过程中表现出高度保守,这证实了大鼠是医学研究领域的优秀模型。

老鼠和人类的基因组成如此相似,为什么长得和人类差距这么大?

首先,共享99%的基因并不等于共享99%的DNA。实际上基因只占我们基因组的3%,我们基因组的其余部分被称为非编码或垃圾DNA,这些DNA在基因的表达调控中起着重要的作用,使人类和老鼠的基因表达模式不一样。比如老鼠和人类都有尾巴的基因,但是人类的尾巴基因处于关闭状态。

其次,虽然老鼠和人类可能拥有几乎相同数量和类型的基因,但这并不意味着这些基因的碱基序列完全相同。基因的功能跟基因表达出来的蛋白质相关,蛋白质关键结构域氨基酸的突变足以改变蛋白质的结构和功能,人类中只需要1个碱基发生突变就可以导致β地中海贫血。虽然99%的老鼠基因在人类基因组中都有同源基因,这是最广泛的相似性度量,将这些基因碱基逐个比对时,则只有40%的相似性。

最后,相同基因会在物种的进化过程中会因为适应其特殊生存环境而发生进一步进化,比如老鼠的嗅觉基因比人类多得多,而且它们有更多的基因来繁殖幼崽

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地球上生物基因的相似性恰恰是证明进化论最有力的证据,这也足以说明地球生物都起源于远古时期的一个单细胞,经过漫长时间的进化形成物种的多样性,但是从基因角度来看,地球物种之间全部都有亲缘关系只是远近不同罢了。

以下举典型的例子:

目前已经探测基因组的动物中黑猩猩是与人类基因相似度最高的动物,可以达到99%。而黑猩猩于与人类在很多方面还是有很高相似性的。我们的祖先大约在500万年前才和现代黑猩猩的祖先分开,经过近化形成了现在的两个物种。还有另外一种动物与我们的基因相似度很高,那就是猫科动物的一员,在大约一万年前开始和铲屎官走到一起的猫,基因相似度可以达到90%。说完猫就不得不说一下老鼠,根据研究表明老鼠和人类的基因相似度大约是85%,这也是大量实验都拿小白鼠作为实验对象的原因之一,科学家表明老鼠和人类的祖先大约8000万年前开始各自进化,变成了今天完全不同的样子。

而更令人诧异的是人类和香蕉的基因相似度都有50%的相似度,难道说人类和香蕉有一半是相似的?或者说人类85%的形状和老鼠是一致的?

说一个差异较小的地方,无论是人类、老鼠或者是香蕉,本质上都属于真核生物,那么从细胞角度来考虑问题,我们的细胞中都有细胞核和内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体等细胞器。同时遗传基因的转录方式也基本一致等等,这个角度看差异还大吗?

实际上个个物种出现的这些差异性,归根结底都是漫长岁月中基因突变、基因变异的积累,最终表现出性状,被自然选择下来。基因角度上差异越大,意味着两者之间在进化之路上分道扬镳的时间越早,在八千多万年前你和老鼠还在称兄道弟的当好兄弟。兄弟两只分开后度过恐龙时代,躲过6500万年前的小行星撞地球,发展到今天的人类文明和人人喊打的老鼠。
看到上边图片中的动物了吗?这是普尔加托里猴,生活在古新纪,2012年10月科研人员推断这可能是人类最古的祖先。看一看它到底像什么?


文/科学黑洞,图片来自网络侵删。