老鼠和人类的基因相似度高达90%,为何两者形态上相差那么大?

如果不理解“基因相似度”的概念,就很容易造成误解,生物之间哪怕是基因相似度1%的差别,也会造成两者的巨大差异,比如人和斑马鱼的基因相似度为87%,与老鼠的基因相似度为90%,与黑猩猩的基因相似度为99%,人与人之间的基因相似度高达99.99%以上。

人类拥有23对染色体,包含2万多个基因,总共30多亿个碱基对;我们经常听说的基因相似度,指的是对应基因中碱基对的一致性,比如某两个基因包含2万个碱基对,如果其中有100个碱基对不同,那么这两个基因的相似度就为:

(20000-100)/20000=99.5%;

对于地球上的动物来说,对应基因相差几个碱基对,其表达形式都有可能千差万别,比如人类当中有一种叫做镰刀型贫血病的隐性遗传病,因为红细胞呈镰刀状(正常为圆饼状)而得名。

然而科学家发现,血红蛋白由500多个氨基酸组成,正常人的血红蛋白和患病者的血红蛋白只区别于一个氨基酸,在β链N末端的第6个氨基酸处,正常人为谷氨酸,患者为缬氨酸,原因是患者DNA中负责血红蛋白的一个碱基对发生了突变,也就是DNA中一个碱基对的变化,就造成了一种遗传病的产生。

类似的例子在生物中很常见,比如人类和家猪的胰岛素只有一个氨基酸不同,人类与牛的胰岛素只有三个氨基酸不同,所以早期治疗糖尿病时,使用猪的胰岛素要比使用牛的胰岛素效果好。

人类拥有2万多个基因,每个基因都有各自的功能,比如负责肤色、身高、单双眼皮等等,也许负责肤色的基因中,也就是几个碱基对的差别,才有了全世界各种肤色的人类,对于不同的物种,基因差别会更大些。

人类和其他动物在形态上千差万别,但是与人类一样,很多动物也只有两只眼睛,一个鼻子,然后五脏俱全,所以这些动物和人类的基因会有很大的相似度,即便如此,剩下百分之几的基因差别,也会导致不同物种间的形态千差万别。

即便是人类当中的同卵双胞胎,两者基因完全相同,长大后双胞胎在性格、长相上也会有一定差异,而两个家族上没联系的人,其基因的相似度也高达99.99%以上。

所以说,人与黑猩猩的基因相似度为99%,与老鼠的基因相似度为90%,与斑马鱼的基因相似度为87%,这样的数据是可以理解的。

这也间接说明了,地球上的生物很可能是同源的,至少很大一部分物种是同源的,也就是由一个最初的物种演化而来;比如地球上最原始的灵长类,可以追溯到7000万年前的普尔加托里猴,该物种的外观就形似松鼠。

在2019年2月,美国科学家有一个发现,他们创造出四种全新的碱基对,并且可以形成稳定的DNA双螺旋结构,这一发现暗示着外星生物体有可能与地球生物有着不同的DNA编码方式,也间接给地球生物同源的说法提供了证据,因为在地球上,使用DNA遗传的生物都是同一套编码方式。