每经编辑｜陈桂新    

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生命密码的(de)基石：DNA的普适性与演化印记

想象(xiang)一下，如果生命是一本(ben)宏伟的百科全书，那么DNA便是这本巨著的基石，承载着所有生命形态的蓝图。从微小的细菌到参(can)天(tian)的大树，再到我们自己，都共享着一套令人难以置信的(de)通用语言——DNA。这种语言的字母，我们称之为核苷酸，分别是(shi)腺嘌呤（A）、胸腺(xian)嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。

它们以碱基对的(de)形式，如同精密的(de)二进制代码，一环扣一环地排列成复杂的双螺旋结构，构成了生命的通用操作系统。

当我们谈论(lun)动物DNA与人类DNA的区(qu)别时(shi)，我们(men)首先要认识(shi)到它们之间惊人的相似性。这份相似性并非偶然，而是亿万年演化史的鲜活证明。所有真核生物，包括动物和人类，都拥有由DNA组成的染色体，这些染色体包裹在细胞核(he)内。DNA编码着蛋白质的合成，而蛋白质则承担着生命活动的各种功(gong)能，从建造细胞结构到催化化学反应，无所不包。

因此(ci)，很多基础的生命过程，比如新陈代谢、细胞分裂、DNA复制和修复等(deng)，在不同物种之间都依赖于相似的基因和蛋白质(zhi)。

以我们熟悉的“生(sheng)命之源”——线粒体为例，它的DNA（mtDNA）就是一个绝佳的例证。线粒体(ti)是细胞的能量工厂，几乎所有动物细胞中都存在。而线粒体DNA的遗传方式（通常只从母系(xi)遗传）以及(ji)其相对较小的基因组，使得它在物种间(jian)的比较研究中尤(you)为便(bian)利。mtDNA的序(xu)列分(fen)析揭示了不同物种之间在(zai)演化上的亲缘关系，比如通过比较人类mtDNA与黑猩猩、大猩猩等灵长类动物的mtDNA，我们可以清晰(xi)地看到它们在基因层面上的高度接近，这直(zhi)接佐证了人类与这些近亲拥(yong)有共同的祖先。

更进一步，即使是看似差异巨大的物种，在基因层面也(ye)可能隐藏着令人意想不到的联系。例如，有些控制着早期胚胎发育的关键基因，在果蝇、斑马鱼和人类之(zhi)间都高度保守。这些被称为“同源基因(yin)”的基因，在不同物种中执行着相似的功能，尽管它们可能负责着不同身体部位的发育。

这就像是同一款软件在不同操作系统上的运行，核心功能依然存在，只是(shi)界(jie)面和具体表现略有不同。这些保守的基因，犹(you)如演化史上的“活化石”，无声地诉说着生命共同起源的宏大(da)叙事。

正是这些微小的差异，日积月(yue)累，塑造了物种的独特性。如果将人类的基因组与黑猩猩的(de)基因组进行比对，我们会发现，它们在DNA序列上的相似度高达98%以上。这0.1%到2%的差异，看(kan)似微不足道，却足以解释人类与黑猩猩在生理、行为以及(ji)认知能力上的(de)巨大鸿沟。

这些差异可能体现在(zai)基因的(de)突变、缺失、插入，或者基因调控区(qu)域的改变。例如，一些研究发现，与大脑发育相关的基(ji)因，在人类谱系中经历了更快速的演化，这可能与人类日益增长的(de)认知能力密切相关。

再将目光投向更广阔的动物界。与鱼类相(xiang)比，人类的基因(yin)组中，控制肢体发育、肺部呼吸以及复杂神(shen)经系(xi)统的基因，必然会展现出更大的差异。而与昆虫相比，我们共享的基因(yin)可能更多地集中在基础代谢和细胞信号传导等生命维持功能上。这种差异性的积累，是自然选择和随机突变共同作用的结果，使得每一个物种都在其独特(te)的生(sheng)态(tai)位上繁衍生息，展现(xian)出生命形式的无穷多样性。

正是这些DNA的普适性，让我们能够跨越物种(zhong)的界限，在基因(yin)层面建立(li)起连接。它让我们得以(yi)理解，为何某些药物对不同物种有效，为何(he)某些疾(ji)病的发生机制在动物模型中能够得到研究。DNA的细微差异，也正是生(sheng)命演化奇(qi)迹的体现，是塑造每一个物种独特魅力的根源。

在探(tan)寻动物DNA与人类DNA的区别之前，首先认识(shi)到它们共享(xiang)的生命密码，便是开启这场基因之旅最(zui)激动人心的起点。

不止是相似：揭示驱动差异的(de)基因之舞

当我们深入探究动物DNA与人类DNA的区别时，我们便会发现，生命并非简单地复制粘贴，而是一(yi)场精妙绝伦的“基因之舞”。这份差异，远(yuan)不止于基因序列的微小变动，更体现在基因(yin)的表达、调控以及基因组的整体结(jie)构上。正是这些深层次的差异，赋予了人类独特的(de)智慧、情感和复杂的社会行为，也造就(jiu)了动物界令人惊叹的形态与功能(neng)。

一个最显著的差异点在于基因的“开关”——基因表达的调控。即使两个物种拥有相似的基因，但它们在何时、何地、以何(he)种(zhong)强度表达，可能截然不同。这就像同一组乐器，可以演奏(zou)出截然不同的乐章。例如，在人(ren)类大脑中，许多与认知功能相关的基因，其表达水平和模(mo)式与猿(yuan)类相比，存在显(xian)著差异。

这些差异可能源于调控元件（如增强子和启动子）的变异，这些元件就像指挥家，指挥着基因的(de)“演奏”。人类的进化可能伴随(sui)着大脑特异性基因表达的增强，从而支持了更复(fu)杂的神经网络和更高的认知能力。

基因的(de)“复制”与“消失”也(ye)是造成物种差异的重要机制。在漫长的演化过程中，某些基因可能会发生复制，产生拷贝，这些(xie)拷贝可能保留原有功能，也可能演化出全新的功能，从而拓展物种的能力。例如，一些与嗅觉相关的基因，在某些动物（如狗）中数量远超人类，这解释了它们超凡的嗅觉能力。

反之，某些基因在人类谱(pu)系中可能因为不再(zai)适应环境而被“淘汰”，从而消失。

基因组的结构性差异也不容忽视。虽然人类和黑猩猩拥有相似的基因，但它们(men)的染色体在排列和组织(zhi)方式上却存(cun)在差异。比如，人类的(de)第二号染色体(ti)，是两条猿类染色体融合而成的。这种染色体级别的重(zhong)排，虽然不直接改变(bian)基因本身(shen)的序(xu)列，但(dan)会影响基因的表达和相互作用，从而可(ke)能带来显著的表型变化。

这种“大尺度”的基因组结构差异，是区分不同物种(zhong)的重要标志。

在功能基因(yin)的层面，差异则更为直观。例如，决定人类(lei)能够直立行走、使用(yong)工具的骨骼结(jie)构和精细运动能力(li)的基因，与四足行走的动物存在根本性差异。我们能够产生丰富而精妙语言的喉(hou)部结构和相关的神经通路，也依赖于一系列独特的基(ji)因组合。再比如，人类对某些疾病的易感性，也可能(neng)与特定的基(ji)因变异有关。

例如，人类对某些病毒的抵抗力，可能在演化过程中因为某些基因的改变而增强，而另一些病毒则(ze)可能更容易感染我(wo)们。

从分子(zi)生物学的角度看，一些蛋白质的氨基酸序列也存在着细微但关(guan)键的差异。这些(xie)微小的改变(bian)，可能(neng)影响蛋白质的折叠方式、与其他(ta)分子的结合能力，甚至其在细胞内的定位，从而导致整体功能的差异。例如，血红蛋白的不同亚基组成，是区分不同物种的重要依据，这直接影(ying)响了氧气的运输效(xiao)率。

更令人着迷的是，即使在同一物(wu)种(zhong)内(nei)部，基因的变异和重组也带来了丰富的个体差异。正是(shi)这种个体间的差异，为自然选择提(ti)供了素材，推(tui)动了物种的演化。而当我们比较(jiao)不同物种时，我们看到的，便是这种个体差异在更宏大尺度上的积累和固定。

总而(er)言之，动物DNA与人类DNA的区别，是一幅由基因序列、表达调(diao)控、基因组结构以(yi)及功能特异性共同绘制的(de)复杂图景。这份区别，既是亿万年演化史的印记，也是塑造我们作为人类独特性的根本。通过对这些差异的深入研究，我们不仅能够更好地(di)理解自身的起源和演化，也能够更深刻(ke)地认识到生命多样性的价值，并为疾(ji)病(bing)的治疗、生物技术的创新提供无限可(ke)能。

每一次基因的变异，每一次基因的表达，都是生命在不断适应与创造的宏伟乐章中，独一无二的音符。

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图片来源：每经记者 陈正 摄

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