在《你不可不知的50个基因秘密》中,曾任《泰晤士报》科学版块编辑的马克·亨德森(Mark Henderson)为我们提炼出了遗传学的核心知识点。他使用清晰易懂的文字,结合日常生活实例,通俗地讲解了这一学科最为重要的知识,从进化论开始,一直到最新的科学进展。本书揭示了染色体、DNA和人类基因组的秘密,告诉我们生命的本质;解释了人的个性的由来及形成过程;展现了遗传学如何帮助我们抗击癌症、艾滋病和超级细菌;探讨了干细胞研究、克隆和人工智能等领域的伦理问题;概述了垃圾DNA、进化发育生物学和表观遗传学的最新研究进展,进而勾勒出人类可能的未来。每篇短文均配有大事年表,勾勒出科学发现的足迹;必要处以图示的形式阐述复杂的遗传理论;富有启发性的名人名言,让你身临其境地了解历史上的观点和争议。
本书是一本遗传学的科普书,作者通过50篇短小精干的短文,介绍了主宰人类繁衍进化的遗传学知识。作者以进化论开头,介绍了基因相关知识,并讲述了先天和后天因素如何共同起作用。本书覆盖面广、信息量大,让普通读者易于接受、理解和阅读。
《泰晤士报》科学板块前编辑马克·亨德森(MarkHenderson)的这本《你不可不知的50个基因秘密》,通过50篇短小精干的短文,介绍了主宰人类繁衍进化的遗传学知识。作者以进化论开头,介绍了基因相关知识,并讲述了先天和后天因素如何共同起作用。
《你不可不知的50个基因秘密》覆盖面广、信息量大,让普通读者易于接受、理解和阅读。
进化论
遗传学家费奥多西·杜布赞斯基写道:“如果没有进化论之光,生物学的一切便毫无意义。”确实,在杜布赞斯基的专业领域里尤为如此。尽管查尔斯·达尔文不知道基因和染色体,但是本书描述的基因、染色体以及其他种种生物学概念,究其根源都来自达尔文对地球生命天才般的洞见。
达尔文的自然选择学说认为,性状从生物的父代传到子代时,会发生不可预测的微小改变。随着时间推移,有利于生存和繁殖的改变会在整个种群内传播,而不利于生存和繁殖的改变则会逐渐消失。
与所有非凡的观点一样,以自然选择为核心的进化论具备简约美,任何人一旦理解了其中的奥妙,就会完全为之折服。英国生物学家托马斯·亨利·赫胥黎第一次听到达尔文的这个假说时大呼:“我们居然没想到,真是愚蠢至极!”他曾经对进化理论持怀疑态度,此后却成了为进化论奔走疾呼的勇士,同时也为自己赢得了“达尔文的斗牛犬”的绰号。
设计论在达尔文提出进化论之前的几个世纪里,自然哲学家一直在试图解读地球生命超乎寻常的多样性。当然,传统的解答是超自然的:生命——包罗万象的生命形态,都是神创造的;物种为适应生态环境所具备的所有特征,都是造物主的宏伟蓝图中预先设计好的。
设计论(argumentfromdesign)的提出至少可以追溯到罗马演说家西塞罗,但说起设计论,人们最常想到的还是英国牧师威廉·佩利。他在1802年发表的一篇论著中,将错综复杂的生命比作荒野中的一只怀表,而怀表的存在是以钟表匠的存在为前提的。这种说法很快成为正统的科学观点,就连达尔文在其学术生涯早期也相当认同这种说法。
然而早在18世纪,哲学家大卫·休谟就已经意识到,设计论回避了一个问题:谁设计了设计师?因为某个现象缺乏显而易见的自然解释就不去进一步探索是站不住脚的。那些回避了这个问题的人,从佩利到如今打着“智能设计论”新旗号的神创论者,本质上无非是在说:“我想不通,所以肯定是上帝创造了一切!”这种思维方式完全无法与科学相提并论。
获得性性状在佩利拿钟表匠说事的时候,让一巴蒂斯特·拉马克采取了更为理性也更为严谨的方法来看待这个问题。他认为,生物体代代相承,而代代不同,是因为每一代生物个体都会发生微小的改变。这是首个进化学说。
拉马克认为,进化的驱动力是获得性遗传,即由环境引起的解剖结构改变会传给后代。铁匠的儿子会继承其父亲在铁匠铺练就的一身强健肌肉;而长颈鹿为享用高高枝头的树叶而伸长了脖子,这使得其后代的脖子变得越来越长。
时至今日,这个理论仍时不时会被人们拿出来讽刺一番,有时候甚至被视为邪说。不过,尽管拉马克的确对进化的细节理解错误,但我们仍然得承认,他敏锐地把握住了整体的思考方向。他准确地指出,生物的性状是通过遗传获得的——这一认知具有极其重大的意义,只不过他对性状遗传的方式判断错误。
《物种起源》达尔文很快找到了性状遗传的正确途径。19世纪30年代早期,达尔文作为博物学家和罗伯特·菲茨罗伊舰长的“有身份的随从”,跟随英国皇家海军战舰“小猎犬”号(HMSBeagle)进行了一次环球航行。借助这次航行,达尔文详细考察了南美洲的动植物。他在厄瓜多尔本土以西的加拉帕戈斯群岛发现,每个岛上各栖息着一种雀,这些雀之间仅存在微小差异。它们之间的相似性和差异性让他深受启发:这些物种之间或许存在某种亲缘关系,为了适应各岛的环境才逐渐变得不同。
在进化现象本身的认识上,达尔文与拉马克的观点几乎相同,区别关键在于进化的机制。经济学家罗伯特·马尔萨斯(1766—1834)曾经描述过为何人口数量增长会引发对自然资源的争夺,达尔文将这一原理运用到了生物学中。有利于争夺食物和配偶的偶然变异能够帮助生物体存活下来,并使得相应的性状能够传递给其后代。而那些会带来消极影响的变异,则会因为其携带者缺乏生存竞争力而逐渐消失。达尔文认为,变异不是由环境引起的,但环境会选择变异的去留。
这一自然选择的推论是残酷的。它的运作没有任何既定的目标或者目的,也不会对人类施以任何特殊的眷顾。关键的只有一点,套用社会学家赫伯特·斯宾塞那句名言,就是“适者生存”。
达尔文早在1842年就概括了自己的观点,但17年之后才发表,因为他害怕会像《自然创造史的遗迹》(VestigesoftheNaturalHistoryofCreation)等论著一样沦为他人的笑柄。《自然创造史的遗迹》是1844年出版的一本小册子,论述了一个物种能够演变成新的物种。但就在1858年,也就是达尔文开始系统撰述其理论的两年后,他收到了一封信,来自一位名叫阿尔弗雷德·华莱士的年轻博物学家,华莱士阐述了与达尔文的理论相类似的观点。在与华莱士共同向伦敦林奈学会提交论文后,达尔文于1859年匆忙出版了《物种起源》。
教会的博物学家们被达尔文的新理论激怒了,其中包括达尔文早期的导师亚当·塞奇威克和约翰·史蒂文斯·亨斯洛。另一位反对者是罗伯特·菲茨罗伊舰长,他认为老朋友达尔文背叛了他,滥用他的好意推行类似无神论的观点。但是新理论得到了年轻一代知识分子的支持,他们认可新理论的重要科学意义,也认识到它可以撼动宗教庇护下的旧科学体系。
P2-5
人类正在经历一场自我认知的革命。自有了复杂思维能力的那一刻起,我们就一直在不断追问:人类到底从何而来?如何解释我们的行为举止?我们的身体在健康和生病时分别如何运转?为什么我们外形相似却性格各异?……千百年来,哲学、心理学、生物学、医学和人类学,乃至宗教,都曾经尝试解释这些问题,并且也取得了某些成果。但是,人类真正抓住这些谜题的根本、触及人类生存问题的本质,还是从不久之前对遗传密码的认识开始的。
遗传学是一门新兴学科。克里克和沃森发现“生命的奥秘”(即DNA的分子结构,编码生物体的细胞指令)也不过是60年前的事情;第一张人类基因组草图直到2001年才公布,而且尚不完整。但这个年轻的分支学科已经改变了人们认识地球生命的方式,同时,基因技术也不断推动人类的生活方式发生转变。
遗传学重新阐明了人类的起源,证实了进化的存在,让我们了解到人类祖先如何从非洲迁移到世界各地;遗传学赋予人类新的取证工具,在它的帮助下,大批罪犯被绳之以法,而无辜者终获清白;遗传学可以解释先天因素和后天因素如何塑造我们每个人;遗传学驱动医学进入基因诊断和治疗的新时代,将来医生有望依据患者的基因表达谱进行针对性治疗,通过干细胞培养获取器官组织,利用基因治疗矫正有害的基因突变,还能专门检测并预防可能出现的遗传病。
然而,这些不可思议的潜能也引发了伦理问题。基因工程、克隆、基因歧视和定制婴儿等问题让人们忘记了DNA只是组成遗传指令的脱氧核糖核酸分子,而将其作为争议的代名词。
当然,人类绝非只是编码基因的简单叠加。过去我们曾认为一些非编码基因是“垃圾DNA”,如今已经认识到这样的非编码基因至关重要,甚至可能比编码基因还重要。人类掌握的遗传学知识越多,也就越了解影响自身的其他重要因素,譬如生活方式、生存环境以及人与人之问的相互影响。
如果没有遗传学,人类就无法全面认识生命。我们应该庆幸生在一个伟大的时代,可以全方位地看待这个复杂的系统。
如果真有能让人写出优秀科普作品的基因,那么MarkHenderson一定受益于此。遗传学大概是最前沿的科学领域了,Henderson拨开围绕这一学科的各种伪科学迷雾,用通俗易懂的语言,向读者清晰全面地介绍了这门学科。
——EdwardVallance,历史学家,利物浦大学讲师,著有TheGloriousRevolution