灵长类高级认知功能起源的遗传机制初探

大约5一7百万年前，从大猿中分出来的一支，走上了以大脑容量快速扩增为特征的演化道路，并最终进化成具有高级认知能力的物种-人。一直以来古人类学家和生物学家经过不懈努力，向我们揭示了人与灵长类其他物种的亲缘关系，并且让我们知道黑猩猩是同人类亲缘关系最近的现生物种。然而人口的爆炸增长和黑猩猩种群数目的急剧减少形成的鲜明对比，让我们迷惑于为何在进化地位上如此相近的物种，命运却截然不同。通过比较两个物种，科学家们发现问题的关键在于：人具有高度发达的大脑和相伴而生的高级认知能力。高度发达的认知能力使得人类获得了对环境强大的适应力，从而能够从众多生物中脱颖而出成为统治地球的智慧生物。通过比较黑猩猩和人基因组序列，生物学家发现人和黑猩猩DNA序列相似度接近99％。这个结果提示我们：1）只有很少数目的基因在一级结构上的变化和认知差异有关；2）认知差异可能更多是由调控相关元件变化导致的基因表达水平上的差异引起的。基于此，我们试图通过比较两个物种目前所知的在人脑中表达的基因的一级结构差异，找寻那些在人起源过程中受到较强正选择的基因。我们检测了近万个基因，结果显示只有大约1．38％的基因有明显的正选择迹象。接着我们从中选取了一个基因-MrgX2，测了全世界范围内的代表性人群以及非人灵长类中的代表性物种，结果显示MrgX2在人这一支受到了很强的适应选择作用，这一适应又很有可能和人类起源过程中感觉神经系统的适应有关。神经生物学的研究表明，大脑皮层前额叶是行使高级认知功能的主要区域。大脑在发育的过程中有一个神经网络重新搭建的过程，而这一过程和基因表达是密切相关的。基于此我们采用基因芯片的方法，通过比较称猴大脑发育各个关键时期的前额叶基因表达图谱，以期了解与大脑神经网络构建相关基因的活动情况。

Molecular and evolutionary analyses of formyl peptide receptors suggest the absence of VNO-specific FPRs in primates

Formyl peptide receptors (FPRs) were observed to expand in rodents and were recently suggested as candidate vomeronasal chemosensory receptors. Since vomeronasal chemosensory receptors usually underwent positive selection and evolved concordantly with the vomeronasal organ (VNO) morphology, we surveyed FPRs in primates in which VNO morphology is greatly diverse and thus it would provide us a clearer view of VNO-FPRs evolution. By screening available primate genome sequences, we obtained the FPR repertoires in representative primate species. As a result, we did not find FPR family size expansion in primates. Further analyses showed no evolutionary force variance between primates with or without VNO structure, which indicated that there was no functional divergence among primates FPRs. Our results suggest that primates lack the VNO-specific FPRs and the FPR expansion is not a common phenomenon in mammals outside rodent lineage, regardless of VNO complexity.

细鳞鲃类的系统发育与裂腹鱼类起源关系的探讨

裂腹鱼类起源鳃亚科鱼类的观点得到了多数学者的支持。但是，鱼巴亚科鱼类是一个非常庞杂的类群，裂腹鱼类究竟起源于鳃亚科的哪一个小类群或裂腹鱼类与哪个小类群更为接近？这样的小类群又怎样随着急剧隆起的青藏高原峥演化发展成为现今的裂腹鱼类？不同的学者从不同的研究领域出发，得出了较为不一致甚至是相互对立的结论。裂腹鱼类（我国有11属，76种和亚种）均为小型鳞片的鱼类，与鳃亚科中一些具有小型鳞片的属种较为相似，即，妒鲤属（凡rCO～）的3个亚种、似鳃属（Lztciocyprinus）的2个种，金线纪属（Sinocyclocheilus）的26种或亚种，本文将这些具细小鳞片的鳃亚科鱼类统称为细鳞鳃鱼类（small-scaledbarbids）。为了探讨细鳞鱼巴类和裂腹鱼类的系统发育关界本文应用分支系统学的方法和原理，选择小裂腹鱼S．（R）parvus、中甸叶须鱼P.c.chunglienensis、松藩裸鲤。Gp.potanini、单纹似鳡L.langsoni、花妒鲤P.pingiregani、抚仙金线鱼巴s．师分别作为裂腹鱼类和细鳞鱼巴类中各分类：阶元的代，作为内a为了确考险状的进化极向并进一步探讨细鳞鱼巴各分类阶元与其他纪亚科和鲤亚科鱼类的系统关系，又选择了鳃亚科中的保山四须纪B．baoshanensis、云南四作为内群，并以螂鱼C.auratus、祀麓鲤C．(C)chilia作为外类群，用来对裂腹鱼类和细鳞鳃类进行性状的极化和系统发育分析。通过对12种24尾标本的外部形态和骨骼特征的全面观察，选择了63个性状进行描述和比较，并构建了供系统发育分析的特征矩阵。应用PAUP程序对特征矩阵进行运算，得出了包括外类群在内最简约的系统发育分支图。主要研究结论如下：（l）鲤亚科与包括裂腹鱼类在内的鳃亚科鱼类之间在很多特征方面存在着比较明显的差异，除了臀鳍最末一根不分枝鳍条坚硬、具锯齿；背鳍分枝多于1。根；第一椎体横突退化等特征外，还有镖的前后比例、前鳄骨的特征、尾舌骨的形状，基枕骨的骨质盘特征等诸多特征存在着显著差异。支持了陈湘舞等（1984）将鲤亚科和纪亚科分别作为独立亚科的观点。卿通过选取不同的外类群，在各种不同的条件下对特征数据矩阵进行运算和分析，除极少数（1个）结果外（当以祀麓鲤为唯一外群时，由34来看，它们都是第三纪末期以来由原始的鳃亚科鱼类演化而来的，适应过共同的寒冷环境（青藏高原的急剧隆升导致的寒冷气候和河川急流和青藏高原的大幅度隆起，引起了地貌环境的急剧改变，云贵高原一带也发生了差异性的升降运动。同时，全球性气温下降，常年性冰盖由北向南大幅度推进的寒冷气候环境）（曹文宣等，1981；王大忠等，2000）。裂腹鱼类和似鳃、妒鲤的起源时间可能稍晚一些。可以设想，第三纪末期的鳃亚科鱼类物种分化不是很多，相互之间的亲缘关系较近，分布于'青藏高原的原始鳃亚科鱼类和分布于云贵高原的原始鳃亚科鱼类分布经历了各自独特的地质、气候等环境条件，演化成为当今的裂腹鱼类和金线纪鱼类。至于似媳和妒鲤，除了经历与鳃亚科鱼类和金线鳃鱼类共同的寒冷水环境外，它们还向着肉食性的方向进行演化。（3）裂腹鱼类的3个代表种都聚在一起，其内部关系和与其他种的关系都较为稳定，为鳃亚科鱼类中较为特化的一支。与陈湘舞等（1984）、曹文宣等（1981）的观点较为一致，即，裂腹鱼类起源于纪亚科鱼类。晗（4）似媳和妒鲤之间的亲缘关系最近，它们很可能起源于最近的共同祖先。尽管二者作为一个单系的支持率并不是很高（大于50％，小于60％），但它们在个别特征（咽喉齿的排列方式、咽骨的形态特征）上表现其他鲤科鱼类所不具有的独特特征（附图1的。（5：）裂腹鱼类与妒鲤＋似鳃的系统关系最近，这意味着裂腹鱼类和妒鲤＋似鳃有最近的共同祖先或它们之间的关系较它们与金线鳃鱼类的关系更a（e）应用特征分析和系统发育分析所得的结论，综合对鳃系鱼类染色体特征的分析，认为裂腹鱼类和细鳞鳃鱼类在染色体分组组成、哪值等方面的相似特征，极有可能是在进化过程中经历了类似的寒冷水环境。它们之间的核型特征相似，只是说明了它们之间较近的系统发育关系，不支持妒鲤和金线靶是鳃亚科和裂腹鱼亚科之间的中间演化类型的观点。染色体的进化和外部形态特征的进化在纪系鱼类中存在着不平行的现象。（7）通过国内外鱼类学者对鲤科鱼类和纪亚科鱼类各分类单元定义的比较，结合本文的研究结果，认为国外学者的一些分类系统仍然存在一些尚待解决的问题，故建议目前暂不宜将之引入到我国的鱼类分类系统中。

Origin of flat-band voltage sharp roll-off in metal gate/high-k/ultrathin- SiO2/Si p-channel metal-oxide-semiconductor stacks

The origin of the flat band voltage roll-off (V-FB roll-off) in metal gate/high-k/ultrathin-SiO2/Si metal-oxide-semiconductor stacks is analyzed and a model describing the role of the dipoles at the SiO2/Si interface on the V-FB sharp roll-off is proposed. The V-FB sharp roll-off appears when the thickness of the SiO2 interlayer diminishes to below the oxygen diffusion depth. The results derived using our model agree well with experimental data and provide insights to the mechanism of the V-FB sharp roll-off.