【科普】｜人类智慧的诞生——ARHGAP11B基因

2015年素有诺贝尔奖摇篮之称的德国马克思普朗克研究所（Max –Planck-Gesellschaft）正式对外宣布“他们在人类15号染色体中发现了一个宁人震惊的基因（gene），这个基因的存在导致我们进化为人，马克思普朗克研究所的科学家们为了对该基因进行更进一步的研究，产生了一个可怕的想法，如果将它植入其他动物体内会怎么样呢？科学家选择了大脑布置相对简单的狨猴作为实验对象，而这次的实验结果却让研究人员感到毛骨悚然。”

一.地球生物与人类

1.1地球生物的分类

根据动物学家的统计，目前在地球之上，我们已知的动物大约150万种。动物的分类可以大致分为无脊椎动物和脊椎动物两大类，无脊椎动物的身体没有脊柱且大多数个体较小，但种类却很多其数量占了整个动物种数的90%以上。脊椎动物的身体背部有一根有许多椎骨构成的脊柱，通常来说脊椎动物的个体较大。

1.2人类

人类尽管在动物分类中属于脊椎动物，但是在我们的主观认知里会本能的将自己与动物区分开来，我们通常认为人类是受到大自然特殊眷顾的与众不同的物种，这一点在许多中西方文明的历史文献和神话传说中都有记载。

1.2.1旧约圣经中的人类

在旧约圣经中描述了上帝用了6天的时间创造了世间万物，并在第六天的下午根据自己的形象又创造了人类，而他造人的目的是为了让人类成为万物之灵掌管世间的一切。

《旧约圣经》中的人类

1.2.2中国神话中的人类

在中国的上古神话传说中，也有着与旧约圣经中相似的描述。传说盘古在开天辟地后，天上有了太阳、月亮、星星，地上有了山川草木、鸟兽鱼虫，但是偏偏没有人类。女娲看到周围的景象感到非常孤独，并用占满泥浆的藤条挥出一个个活人。

1.2.3小结

无论从中西方文化来看，我们都不难发现从远古时代开始，我们人类一直认为自己是世间最独特的存在，这样的观点在古人的认知中近乎根深蒂固直到十九世纪中叶“生物进化论”的提出才逐渐打破了这个局面。

1.2.4物种起源中的人类

1859年英国生物学家查尔斯达尔文出版了一本名为《物种起源》的书籍，这本书首次详细地向大众推广了物种演化的观点，这个观点认为所有生物物种都是有少数共同祖先经过长时间的自然选择过程后演化而成，这其中也包括着人类。基因突变在现在则被视为生物演化过程中必不可少的燃料，这也意味着人类和地球上的其他生物在某种意义上没有什么不同，简言之不同种类的生物之间唯一的差别就在于基因。

物种进化理论

1.2.5近代科学对人类的研究

1953年美国分子生物学家詹姆斯沃森和英国生物学家弗朗西斯克里克发现了DNA的双螺旋结构从此正式开启了分子生物学的大门，也奠定了基因技术的基础，各种基因技术也都在此后应运而生。人类作为地球上唯一存在的高等智慧生命的确有着很多与众不同之处，我们有着强烈的主观意识能够思考和说话；超高的智慧能让我们制造一系列复杂的工具，这些独一无二的特性赋予了我们称霸地球的资本，而这一切的能力都来源于一个人类特有的“ARHGAP11B基因”

二. ARHGAP11B基因的研究

ARHGAP11B基因完全是人类特有的，在自然界中没有找到任何一个生物有着与此相同的基因，这个基因宁人震惊的原因在于该基因是在距现在约50万年前的某个瞬间突然出现，而他的到来则直接导致我们进化为人。

ARHGAP11B概述图

2.1人类大脑最顶层新皮质

人类大脑最顶层新皮质共有8层，第1、2、3层是负责与思考和自我意识有关的脑部高级功能领域；第4层负责与感觉功能有关的领域；第5、6层是负责控制运动的领域。而正是因为我们ARHGAP11B基因才使得我们的大脑新皮质发生折叠从而出现更多的褶皱，这也意味着我们大脑将产生更多的神经元并出现自我意识，同时使得负责说话和思维等高级认知能力的大脑提及大幅度增加，正是因为ARHGAP11B基因促使大脑产生了这些神奇的变化才使得人类大脑与动物大脑有巨大的差别，更使得今天黑猩猩和人一个在笼子里面一个在笼子外面。

ARHGAP11B的基因触发形成更多干细胞

2.2 ARHGAP11B基因编辑实验

马克思普朗克研究的相关研究员很快开始了将ARHGAP11B基因植入其他生物的试验，并与2015年3月将相关研究成果刊登于第6229期国际学术期刊《Nature》上。

实验首先是从小鼠开始，科学家们先将ARHGAP11B基因植入小鼠胚胎中，并对其进行不间断的观察，因为小鼠属于低等哺乳动物，在自然条件下它们脑部的新皮质较为光滑从而不会产生复杂的智慧与自我意识，然而实验中被植入ARHGAP11B基因的小鼠胚胎则发生了奇妙的变化，试验对象的大脑新皮质几乎无一例外地产生了与自然环境下截然不同的急速扩张，甚至出现了只有在人脑发育时才出线的新皮质折叠。首次实验由于选用的是哺乳类生物，而人类属于灵长类生物，为了进一步研究ARHGAP11B基因与灵长类生物进化的相关性，科学家后面有选择了大脑布局相对原始的狨猴进行试验。

第二次试验选择将ARHGAP11B基因植入狨猴胚胎，而正是因为这次试验，科学家们观察到了植入ARHGAP11B基因的狨猴胚胎出现的三个值得重视的现象：1.狨猴的大脑皮质变大。2.融合的脑神经元明显增加。3.狨猴的大脑褶皱与人类的大脑折叠形式变得非常非常相似。这也就意味着经过了基因编辑后的狨猴如果出生成长繁衍，其很有可能最后变化成一个与人类“接近”的怪物。这次试验的论文也于2020年7月刊登在第6503期《Science》学术期刊中。