哺乳动物、狗和人类都有共同的祖先。科学家甚至认为包括海洋哺乳动物在内的所有陆生脊椎动物都有同一个祖先,因此人和狗的基因相似度高达96%,但相似度并不相同。
人和狗作为不同的物种,自然有很多基因差异。人的直立行走和手脚的划分是基因决定的生理结构,当然和狗的生理结构和行为模式不同。但是,狗和人的生理构成大致相似。比如都有心、肝、脾、肺、肾、骨结构。在胚胎的早期发育中,人和狗的胚胎甚至没有很大的区别,但这在其他物种中是一样的。两栖动物和鱼类的早期胚胎与人类高度相似。
而生理结构的相似性和胚胎发育过程也是受基因调控的,所以人和狗有很多相似甚至相同的基因。基于生理结构的分类,人类、狗和所有其他哺乳动物都有高度相似的生理组织,因此科学家认为所有的哺乳动物甚至所有的陆生脊椎动物都应该有相同的祖先。
(上图:鱼、蝾螈、龟、鸟、猪、狗、兔、人)早期只是猜测,但如今,我们可以通过基因测序来研究物种的相似性。研究发现,人与黑猩猩的基因相似度高达98%,人与人的基因相似度超过99%,与老鼠的基因相似度为97%,与狗的基因相似度在但相似度并不相同。人和狗都有发声器官,但狗不会学习语言。这是因为虽然它们和人类一样有语言相关基因,但它们和人类有几个不同之处。正是这种差异导致了转录蛋白的结构差异。结构代表功能,使狗的大脑相关区域不发达,无法学习语言。
实际上,基因只是核酸链中具有生理功能的一段。基因中有启动子、终止子等基因序列,是相对稳定的核酸序列。例如,启动子是可以稳定遗传的保守核酸序列,它在不同的生物中可以是相同的。即使一个基因的碱基数量基本相同,即使只有一个碱基点的差异也会导致基因翻译的蛋白质的差异,从而导致生物生长发育规律的相反。但是,一个基因的碱基序列只有一个点。所以基因的相似并不代表基因相同,更不代表基因功能相同。
人和狗的基因相似性是指相似基因对应片段碱基序列的相似性,更何况基因的表观遗传会因多个基因的合作而不同。人和狗之间的基因甲基化会保持在不同的水平,从而影响生物体的生命周期。狗的寿命最多只有二十年,相对较短的寿命使其性成熟更早进入繁殖周期。两岁左右的狗可以配对,而人类的生殖系统到18岁基本成熟,一般。甲基化和其他修饰也会使基因沉默,使其无法表达功能。虽然整个生物体内不同组织器官的基因是一致的,但基因的选择性表达(基因修饰)导致了细胞类型、外观和功能的差异。
也正是因为这些因素,人类与其他物种的基因相似度没有一个准确的数字。有人说人和老鼠的基因相似度是85%,有人说是97%。所谓相似性是指有多少碱基序列相似,但碱基不代表基因。基因只是DNA上有功能的核酸片段。如果大量碱基相似,少数有差异,就不能视为基因相同。更不用说,由于一个生物体内基因数量的不同,基因的表观遗传也是不同的。总的来说,狗和人的基因功能相似度能达到75%就不错了,基因的差异远大于简单的基因测序。