《基因组:人种自传》

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基因组:人种自传- 第2节


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识,而是带读者进入遗传学的大门,去领略现代遗传学发展的历程、它的思维方法,以及它面对的挑战;去了解遗传学与人类生活的密切关系、感受普通民众在基因时代肩负的责任,并使读者在将来能够更好地理解与分析基因组与遗传学研究的最新成果。另外,作者不仅分析了遗传学中很多现存的理论,而且大胆提出了一些新的想法。例如,在最后一章关于自由意志的讨论中,作者认为:即使基因在决定每一个人的行为与性格中起了很大作用,但是只要我们的行为与性格是由我们自己的基因来决定,而不是由其他人的基因来决定,我们就仍然具有自由的意志。所以,对于专业人员,里德利的这本书也有一定的参考价值。
  不管我们是否情愿,基因时代肯定已经来临,并且不再走开。怎样在这个时代让基因技术为人类、为我们这个星球造福,同时避免新技术的滥用可能造成的灾难,是每一个公民都应该思考的问题。就让阅读本书成为思考的开始吧。
  
  译者
  2003年4月





目录



  第一号染色体 生命
  第二号染色体 物种
  第三号染色体 历史
  第四号染色体 命运
  第五号染色体 环境
  第六号染色体 智慧
  第七号染色体 本能
  X和Y染色体 冲突
  第八号染色体 自身利益
  第九号染色体 疾病
  第十号染色体 压力
  第十一号染色体 个性
  第十二号染色体 自我组装
  第十三号染色体 史前
  第十四号染色体 永生
  第十五号染色体 性别
  第十六号染色体 记忆
  第十七号染色体 死亡
  第十八号染色体 疗法
  第十九号染色体 预防
  第二十号染色体 政治
  第二十一号染色体 优化人种论
  第二十二号染色体 自由意志
  文献列表与注释
  索引




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Chapter 第一号染色体 生命
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  一切归于腐朽之物皆源于他方  一个接一个地,我们抓住生命的气息而后死亡  如同产生于物质之海的泡沫  上升、破裂、重归海洋——亚历山大·波普:《论人类》


第一号染色体生命(1)



  太初有“词”。这个词以自己携带的信息充斥了整个海洋,永不停息地复制它自己。这个词发现了如何重组化学物质,以便抓住熵的潮流中微小的逆流并给它们以生命。这个词把我们这个星球上的陆地从布满灰尘的地狱变成了郁郁葱葱的天堂。最终,这个词到达了鼎盛期,巧夺天工地造出了一种粥样的、被称为人脑的机器。这个机器发现并意识到了这个词的存在。
  每次我这么想的时候,我的那个粥样的机器就翻腾个不停。地球有40亿年的历史,我却幸运地活在当今这个时代;地球上有500万个物种,我却幸运地生为一个有意识的人;地球上有60亿人,我却荣幸地生在发现了这个“词”的国家;在地球所有的历史、地理环境与生物环境中,偏偏就在我出生的5年前、距离我出生的地方只有200英里处,我这个物种的两个成员发现了DNA的结构,从而揭示了宇宙中最大、最简单而又最惊人的秘密。如果你愿意,你可以嘲笑我的激情,就当我是个可笑的物质至上者吧:居然对一个缩写词'指DNA。——译者注'都肯倾注这么大的热情。不过,跟着我到生命的源头去看看吧,我希望我能够让你相信这个词是多么迷人。
  1794年,博学的诗人、医生伊拉斯谟·达尔文(Erasmus Darwin)这样问道:“远在动物存在之前,地球和海洋就充满了植物;远在某种动物存在之前,其他动物就已存在。在这种情况下,我们能否假设:所有的有机生命都源自于,且仍然产生于,同一种有活性的纤维?”这样一个猜想在那个时代被提出来,让人惊愕。不仅仅是因为“所有有机生命都有共同来源”。这一大胆假说比他的孙子查尔斯'查尔斯·达尔文:19世纪英国生物学家,1859年出版《物种起源》,提出所有生命共同起源、变异和自各选择使得物种多样化的观点,是现代进化学说的奠基人。——译者注'有关这一题材的书还早了65年,也是因为“纤维”这一古怪的用词。确实,生命的秘密就是在一条纤维里。
  但是,一根纤维怎么就能创造出有生命的东西?生命是不大好定义的,但是所有生命都有两种能力:复制自己的能力和制造秩序的能力。有生命的东西都能够造出跟自己差不太多的拷贝:兔子生兔子,蒲公英生蒲公英。但是兔子还会干一些别的。它们吃的是草,却能将其转化成兔子的骨与肉,不知怎么一来,就在混沌随机的世界里造出了有秩序有复杂性的身体。它们并没有违反热力学第二定律——在一个封闭的系统里所有事物都倾向于从有序变成无序。这是因为兔子不是一个封闭系统。兔子是靠消耗大量能量才得以建立一个有序的、复杂的局部结构——它的身体的。用爱尔温·薛定谔(Erwin Schr?dinger)'20世纪著名物理学家,写过一本更为著名的小册子——《生命是什么?》。这本小册子启发过包括沃森和克里克在内的对生命的各种现象作研究的人的思路。——译者注'的话说:生命是从环境里“把秩序喝进来”的。
  生命的两种能力,关键都在于信息。复制的能力之所以有可能存在,是因为存在一种“配方”,里面有制造一个新的身体所需要的信息。兔子的卵就带有组装一只新兔子的指南。通过新陈代谢来创造秩序同样也靠的是信息——用来建造和维修制造秩序的机器的指南。一只有生殖能力和代谢能力的成年兔子,是由它的生命纤维预先规划设计好的,正如一个蛋糕是在烘蛋糕的配方里就规划设计好了。这个想法可以直接追溯回亚里士多德。他曾说过,鸡的“概念”是隐含在鸡蛋里的,而橡树把自己的计划直接传达给了橡实。亚里士多德的这种模糊的信息学观念,在被物理学与化学埋没了多年之后,又被现代遗传学重新发现。麦克斯·德尔布吕克(Max Delbruck)'20世纪美国遗传学家,现代遗传学的奠基人之一。——译者注'曾开玩笑地说:这位古希腊哲人应该因为发现了DNA而被追授诺贝尔奖。
  DNA的纤维就是信息,是一种用化学物质的密码写成的信息,每一个字母都是一种化学物质。而且,DNA密码事实上是用一种我们能够理解的方式写的,这真有点令人大喜过望。就像书面英语一样,遗传密码是写在一条直线上的线性语言;就像书面英语一样,遗传密码是数码式的,意思是说每一个字母都同等重要。更有甚者,DNA的语言比英语简单多了,因为它的字母表里只有四个字母,按惯例被称为A、C、G和T。
  当我们现在知道了基因就是用密码写的“配方”之后,就很难想象在过去只有那么少的人曾经想到过这一可能性。20世纪的上半叶有一个没有被回答的问题在生物学里一再出现:什么是基因?当时,基因简直是神秘莫测。让我们回到——不是DNA对称结构被发现的1953年,而是此前10年——1943年。10年之后在破解DNA的秘密上做了最突出工作的人,那时候都在干别的。弗兰西斯·克里克(FrancisCrick)当时在朴次茅斯(Portsmouth)那边设计水雷;只有15岁的“神童”詹姆斯·沃森(JamesWaston)刚刚在芝加哥大学注册读本科,而且已立志用自己的一生去研究鸟类学;莫里斯·威尔金斯(MauriceWilkins)在美国协助研制原子弹,罗萨琳·富兰克林(RosalindFranklin)则在替英国政府工作,研究煤的结构。'这四人是在1953年发现DNA结构上贡献最大的科学家。罗萨琳因罹患癌症于1958年去世,年仅37岁,另外三人于1962年获得诺贝尔生理学及医学奖。——译者注'
  还是1943年,在奥斯维辛集中营,约瑟夫·门格尔(JosefMengele)'第二次世界大战期间最臭名昭著的纳粹医生,在波兰的奥斯维辛集中营在犯人身上进行人体实验,对犯人进行了惨无人道的折磨,有“死亡天使”的称号。——译者注'正对孪生子们进行致命的折磨,他的“科学研究”其实是对科学研究的一种极其恶劣的嘲讽。门格尔是在试图理解遗传学,但他的优化人种论已经被证明不是正确的途径。门格尔的实验结果对他之后的科学家是没有用处的。
  1943年,在都柏林,一个从门格尔那种人手下逃出来的难民、大物理学家爱尔温·薛定谔,正在圣三一学院讲授一个名为“什么是生命”的系列讲座。他是在试图定义一个问题。他知道染色体载有生命的秘密,但是他不知道染色体是怎样储存生命秘密的。“就是这些染色体……以某种密码写就的程序,储存了每一个体发育的整个模式,以及发育成熟之后每一个体应有的功能。”他说,基因那么小,小得不可能是任何其他东西,而只能是一个大分子。他的这一见解影响了一代科学家——包括克里克、沃森、威尔金斯和富兰克林——去攻克一个顿时不再是无从下手的难题。但是,已经如此接近答案的薛定谔却偏离了轨道。他认为这个大分子之所以能够成为遗传物质的载体,是由于他心爱的量子理论。而他对自己这个想法执迷的研究最后被证明是走进了一条死胡同。生命的秘密跟量子没有任何关系。关于生命的答案并不出自物理学。



第一号染色体生命(2)



  1943年,在纽约,一位66岁的加拿大科学家奥斯瓦尔德·埃弗里(OswaldAvery),正在对一个实验进行最后的调整。这个实验将决定性地证实DNA是遗传的化学表现。这之前他已经发现,仅靠吸收一种化学溶液,一种肺炎菌就能从无害转变为有害。到了1943年,埃弗里已经总结出:发生了转变的东西就是DNA。但是他在发表自己结果的时候,表达得过于谨慎,以至于一段时间之内都没几个人注意到他的成果。在1943年5月写给他兄弟罗伊的信里,埃弗里也只比以前稍稍大胆了一点:
  如果我们是正确的(当然,这一点还有待证明),那就意味着核酸(DNA)并不仅仅是结构上重要,而是功能上活跃的物质,能够决定细胞的生化活性与特性。那么,就有可能利用已知的化学物质去准确地改变细胞并使这种改变遗传下去。这是遗传学家长期的梦想。
  埃弗里几乎已经走到这一步了,不过他仍然只是从化学的角度在思考。简·巴普提斯塔·冯·赫尔蒙特(JanBaptistavanHelmont)'17世纪比利时化学家、生理学家、医生。——译者注'在1648年说过:“一切生命都是化学。”但这只是一种猜想。1828年,弗雷德里克·维勒(FriedrichWohler)说:至少有些生命是化学。那时他刚用氯化氨和银的氰化物合成了尿素,从而打破了一直以来化学的世界与生物的世界之间不可逾越的界限。在他之前,尿素是只有生物体才能制造出来的东西。“生命就是化学”这句话是对的,不过也很煞风景,就像谁说足球就是物理一样。大概计算一下,生命可以说是三种原子的化学。生物体中98%的原子都是氢、氧和碳。但是,生命整体的特性,比如说
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