基因 ZT

基因

答：人體約有 100 萬億個細胞
每個細胞裏的 DNA 含有 30 億堿基對的序列
其中所含有的基因共約有 7-10 萬個。
具有功能的基因約有 3.5 萬個
他具有基因表達能力、
蛋白質組成以及堿基組合等細胞分裂的基因
它與人類疾病健康密切相關
決定著人類的生、老、病、死以及長相、
高矮、膚色、性格和天賦特長等

我們將往哪裏去？

付立

　　《我們從哪裏來？我們是誰？我們往哪裏去？》 (1897 ）是法國著名畫家保羅•高更的一幅傳世之作。在這幅色彩明豔絢麗的巨幅油畫中，畫家力圖透過純淨的幻象追問生命的意義，探尋人類從生到死的命運。高更用畫筆提出和思考的這三個問題直指人性深處，許多人都在試圖從哲學、文學或是社會學層麵給出答案，盡管難有統一，卻常常引得人們陷入沉思。而在生物學家看來，這些問題隻是生物進化過程在人這個物種上的具體體現，是人類由進化而來，因進化而存在、發展的正常進程。不過，生物學的研究也發現，在人這個特殊物種的進化中，人類文明對於進化過程的影響是不容忽視的，這將給人們的沉思以新的啟發。

　　對於我們人類究竟從哪裏來的問題，達爾文早在 1871 年就已給出了答案。在《人類的由來及性選擇》一書中，他從身體構造和心理能力兩個方麵論證了人類起源於某一低於人類的動物，進而指出人類與今天的猿類有著共同的祖先。如今生命科學的研究不僅證實了達爾文的觀點，而且還給出了一份人類家譜。雖然在這份家譜中還有關係沒有理順，還有細節有待充實，但基本的框架已由一些關鍵事件支撐起來了。在這份家譜中，黑猩猩是與人類關係最近的親戚，雙方祖先大約在 700 萬年前各奔東西，從此往後，人類的演化就在炎熱的非洲開始了。不幸抑或幸運的是，經過了這數百萬年，曾有著若幹分支的人科動物隻存留下我們一支獨苗——智人。

　　我們是智人，是地球上唯一一種能夠係統地使用符號的動物，這似乎也回答了“我們是誰”的問題。不過，這種回答並不必然地讓我們清楚地意識到我們是誰，或者說，讓

　　我們確切地知道人類在自然界中究竟處於怎樣的位置，其主要的原因在於，在我們智人身上存在著一種鮮明的反差。一方麵，我們的基因成分與其他靈長類動物相比隻有極小的差別，比如說，人類與黑猩猩的基因組有 99% 都是相同的，其間隻有不足 1% 的差異。而另一方麵，人類表現的性狀與其他動物差異巨大，甚至與我們的靈長類近親已經沒有多少相像之處了。還是與黑猩猩相比，人類在解剖學上已經發生了巨大的變化：我們的骨骼能夠支持以直立姿態用兩足行走，而不是像黑猩猩那樣偶爾用後腿行走；我們的毛發在身體的大部分地方消退，卻擁有了 200 萬 -500 萬個汗腺；我們的大腦飛速擴容已達到 900-2000 立方厘米，遠遠超過黑猩猩大腦 400-500 立方厘米的容量，等等。

　　這兩類生物學特征的巨大反差使人們對自己的認識產生了分歧。其中的一種觀點強調基因型上的相似，突出人與動物界連續的一麵，認為人類頭頂上並不存在獨特的光環，不過是一種動物。沿著這一思路可以設想一個由外星人給人類分類的場景：如果一個外星人來到地球，他看到人類和黑猩猩在基因組上隻有 lqc 的差異，又注意到動物的行為是具有遺傳基礎的，在很大程度上是由基因決定的，那麽，他將如何給人類分類呢？他一定會把人類和黑猩猩分類到同一個屬！由於今天的黑猩猩隻有兩種，所以人類就會很自然地被外星人列為第三種黑猩猩。類似地，稱人是“裸猿”也未嚐不可。盡管這種觀點讓許多人感覺不爽，卻是有科學依據的，因為近十幾年來，行為遺傳學和神經生物學的研究已經提供了大量的證據，足以證明至少人的某些行為是受遺傳因素影響的。因此，遺傳上僅有的 l% 的差異確實意味著人類與黑猩猩的聯係必然緊密。

　　可是，誰又能否認我們人類與黑猩猩在許多方麵都有著天壤之別呢？因此現在的問題變得更為深入了：為何這區區 1% 的基因差異就徹底改造了人類，它們是怎麽使人遠離了黑猩猩成為了人？

　　人類基因組中一共有 30 億個堿基對，它們構成了人的全部遺傳信息， 1% 的差異相當於其中有 3000 萬個堿基對發生了改變，我們與黑猩猩不同的生物學基礎就是由這些改變決定的。而分子生物學的研究又表明，這 3000 萬個堿基對中的絕大多數幾乎不會產生生物學效應。這意味著那種使人成為人的基因改變其實很少，它們應該是發生在那些關鍵 DNA 序列上的改變。

　　在比對人類與黑猩猩基因組的研究中，科學家們確實發現了 _ 一些與人的特征性狀密切相關的 DNA 序列。比如“人類 1 號加速變化區”，這是一個由 118 個堿基對組成的 DNA 序列，它的主要功能是在大腦發育中幫助形成正常的大腦皮層，如果缺失將導致人的大腦皮層缺乏皺褶，進而造成嚴重的認知障礙。有趣的是，這個 3 億年前才出現在哺乳動物和鳥類的祖先身上的 DNA 序列，它的進化速率在人與黑猩猩分道揚鑣的前後明顯不同：之前近 3 億年的漫長時間裏僅有 2 個改變，而之後短短的 700 萬年間卻發生了 18 處改變。也就是說，這個 DNA 序列的加速變化出現在人的原始祖先進化成現代人類期間，科學家據此推斷，這個 DNA 序列的快速改變很可能是人類大腦進化的關鍵因素。

　　對於導致這種快速改變發生的原因，科學家還說不清楚，不過他們注意到，在向現代人演變的過程中，我們的祖先在行為方式、生活習性上的變化與基因的突變之間存在著某種關聯。

　　比如，當 l 萬年前人類能夠通過種植業收獲高澱粉的食物之後，基因便有了相應的改變，用來分解食物中澱粉的唾液澱粉酶的基因拷貝份數大幅增加，從黑猩猩的一份變成了多份。而且這種基因的拷貝份數在不同的人群中並不相同，它在以米飯為主食的人群中的拷貝數要遠大於以肉為主食的人群。

　　略晚些時候，大概在 9000 年前，控製乳糖消化能力的基因也在人身上產生了變異，這與畜牧業的發展有關。作為哺乳動物的一員，人類用乳汁哺育嬰兒，而嬰兒吸收乳汁的營養需要借助腸道裏的乳糖酶，這種酶能夠將乳糖分解成易於吸收的成分。對於絕大多數哺乳動物來說，由於成年之後再沒有機會以乳汁為食，乳糖酶的活性在哺乳期之後就逐漸消失了，換句話說，消化吸收乳汁的本領僅存在於幼年。然而人類有所不同，在畜牧業出現之後，成年的人可以把其他動物的乳汁作為自已的營養源，與之相適應，一種基因的變異使得一些人腸道內的乳糖酶活性能夠終生維持。而且與不同人群消化澱粉的能力存在差異相似，不同人群消化乳糖的能力也有很大的不同。在具有悠久畜牧業曆史的人群中消化乳糖的能力最強，而在農業地區生活的人們大多對乳糖吸收不良，在我們中國人中就有 90010 以上的人對乳糖吸收不良。

　　由此可以認為，農業或畜牧業的發展極大地影響了與之密切相關人群的生物學進化。我們這樣說，一是因為農業和畜牧業對人類食物結構改變確實導致了新的基因變異，在人類基因組中造成了適應性改變。二是從生物進化的時間尺度看，—萬年也就是短短一瞬間，這種變異發生和積累的速度實在是太快了。接著我們或許可以推論：人之所以成為人，不僅與自然選擇有關，也與人自己的所作所為有關，與人類文明的進程有關。這可能正是人類在生物界中得以獨一無二的基礎，也是能讓我們自豪地認清自己是誰的關鍵，更是推測我們要往哪裏去的參照。

　　雖然我們將往哪裏去的細節難以揣測，但大的方向應該是明確的，那就是要充分估計人類自己的作用。在人類社會科學技術不斷發展的前提下，未來人類對自身進化的影響將會被不斷放大。與已往進化有所不同的是，未來，不僅人的行為影響人的進化，人的主觀意誌也將會在人的進化過程中強勢地體現出來。

　　可以想見，在人類有能力對自己的基因組加以幹預的情況下，對人類基因組改造抑或不改造，按照怎樣的模式加以改造，都將取決於人類自己。一旦人類決定對人類基因組進行大規模的改造，其威力將遠遠超過自然選擇，它不需要上萬年甚至上億年突變的緩慢積累，不需要漫長的適應性過程，但會麵臨極大的不確定性，現在很難猜測改造後的人會是什麽樣子。而如果不出現大規模人為改造基因組的情況，科學家還是敢於按照生物進化的正常速率做出這樣的判斷：在今後 5000 年的時間裏，人類的遺傳特征或者說模樣大概與現在的我們相差不多。

　　如果最終我們往哪裏去在很大程度上是由我們自己決定的，那麽，我們身上的責任可就有些沉重了。

來源： 2012 年 9 月 17 日《學習時報》