千人千面,人类为什么没有两张一样面孔

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人们各不相同的面孔在社会活动中究竟起到什么作用呢?希恩向果壳网解释说:“有关其他动物个体身份的研究显示,与其他个体混淆的代价越高,个体的外形就会越独特,被混淆的几率就会降低。与其他个体混淆的代价有很多,比如如果有人想打另一个人,但是却因为你和那个人长得太像而打了你;或者是你获得了某种成就,而一个长得像你的人却代替你获得了荣誉,那就太糟糕了。很明显,在人类社会发生的具体情况要比这些例子复杂得多,但是既然我们为了了解社交对象花费了如此大的功夫,那么显而易见,个人身份在生活中的方方面面都有着十分重要的作用。一般来说,可识别的脸能让我们避免不必要的惩罚并获得应得的奖赏。然而,有些情况下,人们也需要掩饰自己的身份,比如在抢银行的时候。不过总体上说,肯定是有个体差异更好,否则人类就不可能有今天这样人人不同的面孔了。”

外媒称,人们的面孔千变万化。即使双胞胎,差别也无疑是存在的,这与其他物种形成鲜明对比。   据西班牙《阿贝赛报》9月17日报道,美国伯克利大学的研究人员得出了一个有趣的结论,并发表在英国《自然·通讯》杂志上。研究显示,进化的压力使我们每个人拥有独一无二且便于别人辨识的面孔。   行为生态学家迈克尔·J·希恩认为,社会交往的可见度较高促使人类的面部特征朝着差异化的方向进化。很多动物利用嗅觉和声音辨别其他个体,因此面部特征对其而言并不十分重要,尤其是夜行动物。但是人类却与普通动物不同。   希恩表示,人类非常善于辨识面孔,大脑中有一个专门负责辨识面孔的区域。研究显示,经过自然选择,人类的面孔变得独一无二且易于辨认。显然这不但有利于一个人识别其他人,还有利于这个人被其他人识别。在这个意义上,所有人的情况都是一样的。   遗传学家迈克尔·奈曼认为,在自然选择过程中,社会交往促使人类的面部特征朝着更容易被辨识的方向发展,这说明人类的社会结构推动着人类外貌的演变。   此项研究的课题包括,眼间距离和鼻子宽度等相貌特征到底是偶然现象还是自然选择的结果。研究人员发现,人类的面部特征比身体其他部位的特征更加千变万化,而且和其他部位不同,各个面部特征之间毫不相关。比如,一般情况下一个胳膊较长的人,腿也会较长。但是,眼间距离较宽的人,鼻子却不一定较宽。研究表明,人类面部特征千变万化是自然进化的结果。   最后研究人员还比对了全世界人类的基因,并且发现与面部特征相关的基因区域比其他基因区域的差异性更大。这说明面部特征千变万化是人类不断进化的表现。   奈曼认为,很多基因区域都有利于产生更加独特的面部特征,之所以会出现这种情况是因为这种基因变化有利于人类生存。   研究人员在研究中参考了美国军队为了设计制服而搜集的人类特征数据,以及“千人基因组计划”的资料

  这一研究由深圳华大基因研究院领衔、华南理工大学主要参与。国际著名科学期刊《自然》在其最新一期生物技术分刊上,发表了题目为《构建人类泛基因组序列图谱》的论文。

人类基因组存在着种群特异甚至个体独有的DNA序列和功能基因 经过不懈研究和攻关,我国科研人员在人类基因组研究中获得新的重大进展――发现人类基因组中存在着种群特异甚至个体独有的DNA序列和功能基因。科研人员还首次提出了人类泛基因组的概念。由深圳华大基因研究院领衔,华南理工大学参与的研究论文《构建人类泛基因组序列图谱》12月7日在国际著名科学期刊《自然生物技术》上发表。在研究中,科研人员运用第二代测序技术和自主研发的基因组组装工具,对炎黄一号基因组――首个亚洲人个人基因组进行了进一步的深度测序和拼接,发现人类基因组中除原先公认的单核甘酸多态性、插入删除多态性和结构性变异以外,还存在着种群特异甚至个体独有的DNA序列和功能基因,例如主要在亚洲人群内特有的基因序列。科研人员同时对近两年发表的非洲人基因组和韩国人基因组进行了重新组装,也得到类似结论。科研人员还首次提出了人类泛基因组的概念,即人类群体基因序列的总和。国际人类基因计划基于欧洲人DNA完成的参考基因组序列,是目前绝大多数人类基因组学研究的数据基础。多年来,大多数科学研究都认为每个个体的基因组均与这一参考基因组相似,仅有替换或重排性质的变化。专家指出,这一研究树立了新的人类基因组测序标准,进一步证明自主构建中国人群医学基因组学图谱、推进个人基因组研究和个体化医学研究的必要性,是中国科学家在人类基因组研究领域的又一重要贡献。在论文同行匿名审稿过程中,一名科学家评价说:这是一篇激动人心,发人深思,严谨清晰的文章。除了对新序列的检出和分类,这篇文章还通过使用相当有趣的独创的分析方法,增强了我们对这些新序列中所能展示的种群多样性和进化保守性的认识。更多阅读《自然生物技术》发表论文摘要特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

千人千面,每个人的脸都是不相同的,即使孪生兄弟姐妹也有着细小的差别。来自加州大学伯克利分校的最新研究表明,人脸演化出的个性化特征避免了在复杂社会群体中出现的“认错人”事件。研究论文\[1\]于9月16日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。果壳网对论文作者迈克尔·希恩(Michael Sheehan)进行了采访。

  据悉,目前国际人类基因计划完成的基于欧洲人DNA完成的参考基因组序列是目前绝大多数人类基因组学研究的数据基础。多年来,大多数科学研究都认为每个个体的基因组均与该参考基因组相似,仅有替换或重排性质的变化。该研究作为全球第一个通过新全基因组组装方法对多个人类个体基因组进行拼接,对人类参考基因组序列进行补充,以充分的分析指出了人类基因组中存在“有或无”型的基因变异,从而首次提出了“人类泛基因组”的概念,即人类群体基因序列的总和。该论文树立了新的人类基因组测序标准,并指出了未来医学研究的方向,反映了中国基因组学在世界的领先地位。

接着,他们又利用国际千人基因组计划的数据,分析了基因组内负向频率依赖选择的标志序列,这些序列分布在之前确认的与欧洲人面部外形差异相关的单核苷酸多态性(SNPs)周围。结果发现,与非基因序列和身高相关基因序列相比,与面部外形相关的基因组序列多样性较高。较高的外形和基因多样性表明,人脸的演化符合负向频率依赖选择。

  本论文并列第一作者罗锐邦和另一名署名作者金鑫是华南理工大学大三和大四的在读学生,同属华南理工大学-深圳华大基因研究院基因组科学创新班同学,他们今后在学术上的表现将更值得期待。(完)

参考文献:

  1. Michael J. Sheehan & Michael W. Nachman Morphological and population genomic evidence that human faces have evolved to signal individual identity
 Nature Communications | DOI: 10.1038/ncomms5800
  2. Frost, P. European hair and eye color: a case of frequency-dependent sexual selection? Evol. Hum. Behav. 27, 85–103 (2006).
  3. Janif, Z. J., Brooks, R. C. & Dixson, B. J. Negative frequency-dependent preferences and variation in male facial hair. Biol. Lett. 10, 20130958 (2014).

  在该项研究论文同行匿名审稿过程中,一名科学家评价说:“这是一篇激动人心,发人深思,严谨清晰的文章,除了对新序列的检出和分类,这篇文章还通过使用相当有趣的独创的分析方法增强了我们对这些新序列中所能展示的种群多样性和进化保守性有了更深的认识。”

MG线上娱乐游戏 1人与许多其它动物相比,具有更具个性的面孔。图片来源:研究论文。

  华大基因研究院专家解释说,这一研究进一步证明自主构建中国人群医学基因组学图谱,推进个人基因组研究和个体化医学研究的必要性,是中国科学家在人类基因组研究领域的又一里程碑式的贡献。该研究同时也对近两年发表的非洲人基因组和韩国人基因组进行了重新组装,也得到类似结论,而这些结论之前因为技术方法限制未能被国外研究发现。

MG线上娱乐游戏,希恩向果壳网解释说:“这些外形数据来自20世纪80年代美国军队服役人员。我们分析了非裔美国人和欧裔美国人的数据,因为这两组的样本量足够大。考虑到当时美国军人的种族背景,我认为这些数据并不能很好地反映出其他种族,因此我们没有针对其他种族进行分析。如果能够找到有关其他种族的类似数据,我们也有兴趣进行研究。不过,我推测在其他种族中也会获得相似的结果。”

中新社深圳十二月八日电 (记者 郑小红)深圳华大基因研究院今天向此间媒体介绍,研究者使用深圳华大基因研究院自主研发并具有国际领先地位的第二代测序技术大基因组组装工具,对炎黄一号基因组(即首个亚洲人个人基因组)进行了进一步的深度测序和拼接,发现了人类基因组中除原先公认的单核甘酸多态性,插入删除多态性和结构性变异以外,还存在着种群特异甚至个体独有的DNA序列和功能基因,例如,在该研究中发现了在主要在亚洲人群内特有的基因序列。

对于未来的研究计划,希恩向果壳网透露说:“由于没有其他灵长类动物有关面部形态的相似数据,我们还不知道为什么人类拥有比它们独特性高得多的面孔。事实上,造成人类面部个性鲜明的选择压力也有可能存在于其他灵长类动物身上。我有计划去研究个体特征如何影响人或者其他动物的社会互动,希望对这个问题感兴趣的其他科学家能参与到这一领域的研究中。”(编辑:球藻怪)

文章题图:blogspot.com

MG线上娱乐游戏 2面部特征之间的相关性较身体其它部位低。左图可见手长和掌宽具有一定相关性,而鼻长和鼻翼宽则相关性较低。图片来源:研究论文。

通过对同人种的基因位点比对分析发现,多样性提高的基因序列在不同人种之间具有一定的统一性。这些序列通常源于非洲人,而这些序列的部分丢失则导致了其它人种面部特征的形成。此外,对尼安德特人基因组中的相同序列进行分析也发现了这种相似性,说明这些基因变异有可能在智人出现之前就已经存在了。

首先,研究者们利用了20世纪80年代美国军队服役人员的资料,获得了18个面部和46个非面部的直线距离测量值,分别对非洲裔和欧洲裔的男性和女性进行了分析。个体中的特征一般都是具有相关性的,比如体型较大的人通常身体部位也较大。然而,结果显示与其它身体部位相比,面部特征之间的相关性则要低得多了,比如鼻子长的人不见得鼻翼宽。相关性较低的面部特征有助于增加面部表型的多样性,因此能够辅助辨认过程。

之前的研究提出,维持高水平的表型多样性的选择压力属于一种“负向频率依赖选择(negative frequency-dependent selection,NFDS)”。这种选择偏向于稀有的特征,它被认为是欧洲人发色和虹膜色多样性的原因\[2\],而最近的一项研究发现。男性胡须的多样性也与此相关\[3\]。那么人类如此个性鲜明的脸是如何演化而成的呢?研究者们决定从形态和基因两方面入手进行研究。

在人类社交过程中,脸部辨认扮演着重要的角色,科学家们对这背后的认知机制已经有了较深入的研究。然而为了达到准确辨认,认知能力只是一部分,而另一个重要的原因则是群体中的表型差异——与其他动物或是人的其他身体部位相比,人脸的多样性非常高,并且很容易辨认。