人类为何比其他动物聪明？！德科学家解开“ARHGAP11B”独有基因！

地球上有多少种生物这个问题有点难回答，虽然探索不止，然而未知不尽。如果缩小范围，只看目前已知的灵长目，就有560种左右，其中当然也包括我们智人。灵长目（Primates）最初的命名来自于林奈，取“primate”的“第一”之意，后来被延伸为众灵之长，所以只要提到灵长类，人们就会很自然地将它们与聪明、智慧、脑袋灵光联系在一起。



在如此众多的灵长类动物中，为什么人的大脑发育优于其他灵长类动物，一直是科学家好奇的问题，其中一些科学家就试图从基因上找到答案，比如最近德国和日本的研究者就把一种名为ARHGAP11B的基因转入了狨猴的大脑中。



这已经不是第一个给猴子制造“转基因”大脑的实验了，2019年就有科学家在恒河猴身上做过类似的实验，当时转入的是另一种与大脑有关的基因MCPH1，结果发现猴子大脑的发育情况变得与人类近似，就连短期记忆力也变得优秀。



此次德日两国科学家是把ARHGAP11B基因转入了狨猴胎儿的大脑，这种基因是智人、尼安德特人和丹尼索瓦人独有的，并未在其他灵长类动物体内发现，实验得出了三个重要的结果。



首先，狨猴的大脑皮层变大了；其次，狨猴的大脑褶皱与人类大脑的折叠形式变得类似；第三，狨猴的脑神经元增加了。



大脑皮层变大，颅骨形状也会随之发生改变，灵长类动物本身就有相对发达的大脑皮层，尤其是人类大脑皮层的神经细胞达到了140亿个，不光思维能力、运动能力，甚至生命活动都与大脑皮层相关。大脑沟回褶皱则直接影响脑神经元的数量，更多的褶皱意味着更多的神经元，它们影响着我们的认知能力、抽象思维能力、智力水平等等。另外，人类有固定的大脑折叠形式，这也是人脑与其他动物相比的独特之处。



研究人员认为，这个实验可以帮助人们还原智人大脑的进化与发育，正是这种遗传进化让人类大脑与众不同。更重要的是，实验能告诉我们ARHGAP11B基因如何改变了我们祖先的大脑。



当然，任何一种类似的基因实验都需要受到伦理道德的制约，所以这些被转入了ARHGAP11B基因的猴子只能停止在胎儿阶段，它们在生长到大约100天的时候被取出，而狨猴正常的孕期平均为144天，也就是说这些有了趋同于人类大脑的狨猴，并不会真正的“生活”在这个世界上，因为没有人能够确切地回答，拥有了“特殊”大脑的猴子会如何演化和改变，或许平平无奇，但也有可能变得更加聪明。


  
附：英文原文Title: Human-specific ARHGAP11B increases size and folding of primate neocortex in the fetal marmoset

Author: Michael Heide, Christiane Haffner, Ayako Murayama, Yoko Kurotaki, Haruka Shinohara, Hideyuki Okano, Erika Sasaki, Wieland B. Huttner

Issue&Volume: 2020/06/18

Abstract: Abstract The neocortex has expanded during mammalian evolution. Overexpression studies in developing mouse and ferret neocortex have implicated the human-specific gene ARHGAP11B in neocortical expansion, but the relevance for primate evolution has been unclear. Here, we provide functional evidence that ARHGAP11B causes expansion of the primate neocortex. ARHGAP11B expressed in fetal neocortex of the common marmoset under control of the gene’s own, human, promoter increased numbers of basal radial glia progenitors in the marmoset outer subventricular zone, increased numbers of upper-layer neurons, enlarged the neocortex, and induced its folding. Thus, the human-specific ARHGAP11B drives changes in development in the non-human primate marmoset that reflect the changes in evolution that characterize human neocortical development.

DOI: 10.1126/science.abb2401

Source: https://science.sciencemag.org/content/early/2020/06/17/science.abb2401期刊信息
Science：《科学》，创刊于1880年。隶属于美国科学促进会，最新IF：41.037
官方网址：https://www.sciencemag.org/

• Human-specific_ARHGAP11B_increases_size_and_folding_of_primate_neocortex_in_the_fetal_marmoset.pdf