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基(ji)因的(de)密(mi)语：人类、犬科与猪科(ke)DNA的初(chu)探

想象一(yi)下，我(wo)们手中握(wo)着的(de)，不仅仅是(shi)一份(fen)份(fen)报告(gao)，而(er)是生命最(zui)深层(ceng)的(de)密码，是数百(bai)万年进化的印(yin)记。今(jin)天，我(wo)们将(jiang)聚焦(jiao)于(yu)一(yi)个引人入(ru)胜的(de)主题(ti)：人、狗、猪这三种(zhong)在地球(qiu)上扮演(yan)着不(bu)同(tong)角(jiao)色的(de)生物(wu)，它(ta)们(men)的DNA究(jiu)竟(jing)隐(yin)藏着(zhe)怎样(yang)的秘密(mi)？我们将深入对(dui)比人类(lei)DNA、犬科(ke)动物（以(yi)家(jia)犬(quan)为例(li)）DNA以及(ji)猪科动物（以(yi)家猪(zhu)为例）DNA，如(ru)同(tong)解密(mi)者般(ban)，一层层剥(bo)开(kai)物种间基因(yin)差异的面纱(sha)，去(qu)探索那令(ling)人惊(jing)叹的进化(hua)奥(ao)秘(mi)。

我们得(de)明白，DNA（脱(tuo)氧核(he)糖(tang)核(he)酸）是(shi)生命的蓝(lan)图(tu)，它(ta)包含了(le)生(sheng)物体生长、发育(yu)、繁(fan)殖(zhi)和遗(yi)传的(de)所有(you)遗(yi)传(chuan)信息(xi)。虽然(ran)我们常(chang)说(shuo)“物以类聚(ju)，人以群分”，但从(cong)基(ji)因(yin)层面(mian)来看(kan)，这种“类聚(ju)”的程度(du)远比我(wo)们想象的要(yao)复(fu)杂和有趣。人类(lei)、狗和猪(zhu)，在(zai)分(fen)类(lei)学上(shang)，分别(bie)属于(yu)灵长目(mu)、食肉目(mu)和偶蹄目。

它们(men)各自(zi)在(zai)漫(man)长的进化(hua)历(li)程中(zhong)，朝(chao)着不同的(de)方向(xiang)演(yan)化(hua)，适应着不(bu)同的生存(cun)环境(jing)和生活方式(shi)。这(zhe)种(zhong)演(yan)化，最直接(jie)的体现(xian)，便是它们DNA序(xu)列上的差(cha)异。

人(ren)与(yu)狗的DNA相比，会(hui)有哪些显(xian)著的(de)相(xiang)似与(yu)不(bu)同呢(ne)？作为哺(bu)乳动物，人类和(he)狗(gou)共享着大(da)量的(de)保守基因。这些(xie)基因负(fu)责(ze)着维(wei)持基本的生命活(huo)动，比如(ru)细(xi)胞(bao)的呼(hu)吸、能量(liang)的(de)产生、DNA的(de)复(fu)制与修(xiu)复等等(deng)。这意味着，在很多最(zui)基础的(de)生(sheng)物学(xue)功能上，我(wo)们(men)和(he)狗狗(gou)是(shi)“同宗同(tong)源(yuan)”的。

想(xiang)想看，我(wo)们都(dou)会经历生长发(fa)育(yu)，都会有(you)衰老(lao)，都会生(sheng)病，这些共同的生(sheng)命轨迹(ji)，背(bei)后都(dou)有着相(xiang)似(shi)的基(ji)因机制在支撑(cheng)。

正是(shi)那些细微(wei)的(de)差异，塑(su)造了(le)我们与狗之(zhi)间(jian)独特(te)的(de)外貌、行为(wei)和生理(li)特征(zheng)。比如(ru)，嗅(xiu)觉是狗(gou)的核心能(neng)力，它们的嗅(xiu)觉(jue)受体(ti)基因(yin)数(shu)量(liang)远超人类(lei)，这使得它(ta)们能(neng)够感知到(dao)我们(men)无法察觉(jue)的微(wei)弱(ruo)气(qi)味。而(er)人类在视觉和(he)认知(zhi)能(neng)力上(shang)则(ze)更为(wei)突出(chu)，这背后同(tong)样(yang)是(shi)特定(ding)基因的优化和演(yan)化(hua)。

当我们惊叹于狗狗忠(zhong)诚(cheng)的陪(pei)伴(ban)，或是它(ta)们在搜救(jiu)、导盲(mang)等领(ling)域的(de)卓越(yue)表现(xian)时，其实也(ye)是(shi)在(zai)赞(zan)叹它们(men)基因(yin)密码所(suo)赋(fu)予的(de)独(du)特(te)才(cai)能(neng)。

接着(zhe)，我(wo)们把目(mu)光转向猪。猪，作(zuo)为(wei)与(yu)人类(lei)关(guan)系(xi)同样(yang)密切(qie)的(de)动物，在很(hen)多方面(mian)也(ye)与我(wo)们(men)有着惊人(ren)的(de)相似之(zhi)处。猪被(bei)誉为“行(xing)走的(de)药库(ku)”，它们(men)的许多器官和(he)生理系(xi)统与人(ren)类高度相(xiang)似，这(zhe)使(shi)得猪在(zai)医(yi)学(xue)研究和器官(guan)移(yi)植领(ling)域扮(ban)演(yan)着(zhe)越来(lai)越重要的角(jiao)色(se)。从基因层(ceng)面来看，人(ren)与猪(zhu)的DNA也(ye)存在(zai)着许(xu)多同源基(ji)因。

例(li)如(ru)，负(fu)责(ze)血(xue)液循(xun)环、消化系(xi)统、神经系统等关键(jian)功能(neng)的基(ji)因(yin)，在(zai)人与猪身上都有着相似(shi)的(de)编码。这(zhe)再次(ci)印证(zheng)了，生命在演化之初(chu)，共享着(zhe)许(xu)多基本(ben)的“生(sheng)存(cun)代(dai)码(ma)”。

但是(shi)，尽管相似(shi)，差异依然(ran)存(cun)在，且这些差(cha)异恰(qia)恰构成(cheng)了猪作(zuo)为(wei)一(yi)种独(du)立(li)物种的独特(te)之处(chu)。猪的(de)基因(yin)组，虽然(ran)在(zai)很多(duo)功能上与人(ren)类(lei)有重叠，但(dan)在一些特(te)定的(de)基因(yin)表达、调控机制(zhi)以(yi)及一(yi)些非编(bian)码RNA上，则展(zhan)现(xian)出显著的不(bu)同(tong)。这(zhe)些差异可(ke)能影响了(le)猪的生长(zhang)速度、繁殖能力(li)、对某些疾病(bing)的(de)易感性，以(yi)及它(ta)们独(du)特的(de)社会(hui)行为和生活习(xi)性(xing)。

比(bi)如，猪的消(xiao)化系统对(dui)纤维(wei)素(su)的(de)消化能力(li)相对较(jiao)弱，而它(ta)们对(dui)某(mou)些(xie)特定(ding)食物的偏好，也(ye)可能(neng)与(yu)它们的(de)基因(yin)编码(ma)有关。

当我(wo)们把人、狗(gou)、猪这三者(zhe)放在(zai)一(yi)起(qi)进行(xing)DNA对(dui)比(bi)时，就像是(shi)在绘(hui)制一(yi)幅(fu)生命演(yan)化的(de)宏伟图(tu)景(jing)。我们会(hui)发(fa)现，在(zai)整个哺(bu)乳动物(wu)的大家族(zu)中，我们共享着一个(ge)共同的祖(zu)先，然(ran)后(hou)根(gen)据各自的(de)环境(jing)压力和(he)生(sheng)存需求，沿着(zhe)不同的路径分(fen)支演化。狗(gou)，可(ke)能在(zai)捕猎(lie)、奔(ben)跑、感知(zhi)等方面的基因(yin)得(de)到了(le)强化；猪(zhu)，可能在(zai)适(shi)应不同食(shi)物(wu)、群体生(sheng)活以(yi)及某(mou)些生(sheng)理(li)特(te)性(xing)的(de)基因(yin)上发生(sheng)了改(gai)变(bian)；而人(ren)类(lei)，则在认(ren)知能力、语言、复(fu)杂社(she)会(hui)结构(gou)等方面，拥有(you)了独(du)特(te)的(de)基因优(you)势(shi)。

这一对比(bi)研究，不仅仅是(shi)枯燥(zao)的碱(jian)基对(dui)序列(lie)的比较，更是对(dui)生命智慧(hui)的(de)探索(suo)。它让我们明(ming)白，每一个(ge)物种(zhong)，无论大小，无(wu)论(lun)我们对(dui)其有(you)着(zhe)怎样(yang)的认(ren)知，都(dou)在漫长(zhang)的(de)进(jin)化(hua)长河(he)中(zhong)，通过基(ji)因的(de)筛(shai)选(xuan)和(he)突变(bian)，谱写(xie)着属于(yu)自己(ji)的生命(ming)史(shi)诗。DNA，就(jiu)像一(yi)部古(gu)老的百科(ke)全书(shu)，记(ji)录(lu)着(zhe)生命的(de)过(guo)去(qu)，也(ye)暗示着(zhe)生命的(de)未来。

理(li)解了(le)人、狗(gou)、猪的(de)DNA差异(yi)，我(wo)们也就(jiu)更(geng)接近了(le)生命演(yan)化(hua)的(de)本(ben)质，更(geng)深(shen)刻地(di)体会到(dao)了生物多(duo)样性(xing)的价(jia)值(zhi)。

基(ji)因差(cha)异的(de)解读：进化(hua)之(zhi)链上(shang)的(de)关键(jian)节点(dian)

继续(xu)深(shen)入(ru)人(ren)、狗、猪的(de)DNA对比(bi)研究(jiu)，我们已经(jing)初步(bu)认(ren)识(shi)到它(ta)们之(zhi)间(jian)在(zai)基(ji)因(yin)上的(de)相似(shi)性，以(yi)及(ji)这些(xie)相(xiang)似性(xing)如(ru)何体(ti)现了它(ta)们作(zuo)为(wei)哺乳动物的(de)共同起(qi)源(yuan)。现(xian)在，我们(men)将聚(ju)焦于那(na)些(xie)构成它们(men)独(du)特性的基因(yin)差(cha)异，并(bing)尝(chang)试解(jie)读这(zhe)些差(cha)异在(zai)生命(ming)进化中所扮演(yan)的(de)关(guan)键(jian)角色(se)。

从基(ji)因(yin)组(zu)的大小和结(jie)构来(lai)看(kan)，人、狗、猪的基(ji)因组大(da)小(xiao)虽然(ran)都在一(yi)定的范(fan)围(wei)内(nei)，但具(ju)体(ti)的(de)大(da)小和(he)基(ji)因的(de)数(shu)量并非(fei)完全一(yi)致(zhi)。更重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，基(ji)因的(de)排列方式、染(ran)色体的结(jie)构以及(ji)非编(bian)码(ma)DNA（曾(ceng)经(jing)被(bei)称为(wei)“垃圾DNA”，但现(xian)在已知(zhi)它(ta)们在基因调(diao)控中起(qi)着重(zhong)要作(zuo)用）的比例和(he)序(xu)列，都(dou)存在显著差(cha)异(yi)。

例如，某些基因(yin)在不(bu)同(tong)物种中(zhong)可能被复(fu)制、删(shan)除(chu)或重排(pai)，这(zhe)都(dou)会(hui)直(zhi)接影响到(dao)基因(yin)的(de)功(gong)能和(he)表达。

以(yi)犬科动(dong)物为例，它们(men)在(zai)嗅觉(jue)感受器基(ji)因上的数(shu)量和(he)多样(yang)性远(yuan)超人类，这是它(ta)们能(neng)够在(zai)野外环境(jing)中高效(xiao)捕猎、识(shi)别(bie)同类、感知危(wei)险的重(zhong)要基础。这些基(ji)因的变(bian)异和(he)扩张(zhang)，是自(zi)然选(xuan)择作(zuo)用下(xia)，为了适应其(qi)食(shi)肉、嗅(xiu)觉主(zhu)导的(de)生活方式(shi)而产(chan)生(sheng)的。反观人类，虽然(ran)也(ye)有嗅觉(jue)感(gan)受(shou)器(qi)，但数(shu)量(liang)较少，且在视觉、语言、精细操作(zuo)等方面(mian)的基(ji)因得(de)到了(le)更强(qiang)的(de)选择(ze)和(he)发(fa)展(zhan)，这(zhe)直(zhi)接(jie)促使(shi)了(le)我(wo)们发(fa)展出高度(du)复杂(za)的社会(hui)、文(wen)化和技术文明。

当我们(men)将视角(jiao)转向猪(zhu)科动(dong)物(wu)时，我们(men)会(hui)发现(xian)它们(men)在消(xiao)化系(xi)统和新(xin)陈代(dai)谢(xie)相(xiang)关的(de)基因(yin)上(shang)，可能表现(xian)出不(bu)同于(yu)犬(quan)科(ke)和人(ren)类(lei)的演化路径(jing)。猪是杂食(shi)性动(dong)物，它(ta)们的基(ji)因(yin)组可能编(bian)码了(le)更广(guang)泛(fan)的酶类(lei)，以应对不同(tong)种类的(de)食物，并且(qie)在能(neng)量储存(cun)和利用(yong)方面(mian)，也可(ke)能演(yan)化出(chu)了更(geng)适合(he)它们生存(cun)环(huan)境的机(ji)制。

猪(zhu)在免疫系统基(ji)因上(shang)的特(te)点，也(ye)使其(qi)在某些疾(ji)病的(de)抵(di)抗力(li)上(shang)与人(ren)、狗(gou)有(you)所不(bu)同。这(zhe)些差(cha)异(yi)，正(zheng)是猪(zhu)科动物能(neng)够(gou)成功(gong)繁(fan)衍、适应其特定生态(tai)位的关键。

更值(zhi)得注(zhu)意的是(shi)，那些(xie)调(diao)控(kong)基(ji)因(yin)表(biao)达的时(shi)间和空间的信息的基因(yin)，即调控(kong)基因(yin)，在物种(zhong)间的(de)差(cha)异可能(neng)比编码(ma)蛋(dan)白(bai)质(zhi)的(de)结构基因的差(cha)异更(geng)为(wei)显著。想想看(kan)，即(ji)使我们拥有(you)相似的(de)“零件”（结构基因），但如果“组装指令(ling)”（调控(kong)基因(yin)）不同，最终(zhong)“机(ji)器”（生物(wu)体）的(de)功(gong)能也会(hui)大相(xiang)径庭(ting)。

例(li)如(ru)，某个(ge)基因(yin)在(zai)人类胚(pei)胎(tai)发育早(zao)期的(de)高表达，可(ke)能促(cu)进(jin)了大(da)脑(nao)的快(kuai)速(su)发育(yu)；而(er)在猪(zhu)或狗的相似发育阶(jie)段，该基因(yin)的表达模(mo)式则(ze)可能(neng)完全不同，从而(er)导致(zhi)了它(ta)们在神经系统(tong)发展上(shang)的差异。

这种(zhong)对调控基(ji)因的深入(ru)研究(jiu)，为我们理解(jie)不(bu)同物种(zhong)的(de)形态(tai)发(fa)生、器(qi)官分化(hua)乃至行(xing)为模式(shi)提供了重(zhong)要的(de)线索。例如，一些(xie)研究(jiu)表(biao)明，在某些与(yu)智(zhi)力(li)相关的基(ji)因(yin)区域，人(ren)、狗、猪(zhu)可(ke)能共享一部分祖先序(xu)列，但其中关键的调控(kong)元件可(ke)能发生(sheng)了改变(bian)，从而(er)塑造了各(ge)自(zi)在认知(zhi)能力(li)上的(de)差(cha)异(yi)。

进化(hua)速率也(ye)是(shi)一个(ge)重要(yao)的考量(liang)因(yin)素。在漫长(zhang)的进化(hua)过程中(zhong)，不同(tong)物种(zhong)的基因组(zu)在(zai)不(bu)同(tong)区域的(de)进化速率是不一样(yang)的(de)。有(you)些基(ji)因区域(yu)可能相(xiang)对保(bao)守(shou)，变异较(jiao)少，这通常意味(wei)着它们的功(gong)能(neng)至关(guan)重要(yao)，任何(he)大的(de)变(bian)异都可(ke)能是有(you)害的。而另(ling)一些基(ji)因区(qu)域(yu)，则可能经历(li)了快速(su)的演(yan)化(hua)，以适应环(huan)境的变化(hua)或获得(de)新(xin)的(de)生存(cun)优(you)势(shi)。

通过对比人、狗、猪在不(bu)同(tong)基(ji)因区域的(de)变异率，我(wo)们可(ke)以推断出(chu)哪些(xie)基因在各(ge)自的进化(hua)史上扮演(yan)了更(geng)积极(ji)的“创(chuang)新者”角色(se)。

例如(ru)，那些(xie)与感(gan)官、运动、繁殖相(xiang)关的基因，往往(wang)是(shi)进化速(su)率(lv)较(jiao)快的(de)区(qu)域，因为(wei)它们(men)直接(jie)关系(xi)到(dao)个(ge)体的生存(cun)和(he)繁(fan)衍。通(tong)过(guo)分析这(zhe)些区(qu)域(yu)的变异，我(wo)们可以(yi)窥探(tan)到不同物(wu)种为了(le)在自然(ran)界中更(geng)好(hao)地生(sheng)存而付出(chu)的“基(ji)因(yin)努(nu)力”。

总(zong)而言之，人、狗、猪(zhu)的(de)DNA对(dui)比(bi)研究，不仅仅(jin)是(shi)关于(yu)基因序(xu)列的(de)排列组合(he)，更(geng)是对(dui)生(sheng)命进化史(shi)的一次深度解(jie)读(du)。它揭示(shi)了物种之(zhi)间(jian)共(gong)享的(de)“生命(ming)密(mi)码”如何(he)构筑了它(ta)们共(gong)有(you)的根基，又是什(shen)么(me)样的(de)“基因(yin)变(bian)奏(zou)”创(chuang)造(zao)了它们各自的(de)独(du)特(te)旋律。从保(bao)守基因(yin)的相似(shi)性，到调控基因(yin)的差(cha)异(yi)性(xing)，再(zai)到(dao)不同(tong)进(jin)化(hua)速(su)率(lv)的(de)基(ji)因区域，每(mei)一个细节都仿(fang)佛是(shi)生命(ming)进(jin)化(hua)长河中(zhong)的一个关键(jian)节(jie)点(dian)，共(gong)同(tong)串联(lian)起(qi)了这幅(fu)壮丽(li)的生命画(hua)卷。

这种(zhong)跨(kua)物种的基因对比(bi)研(yan)究，不仅(jin)能够加(jia)深我们(men)对自身(shen)物种(zhong)的理(li)解，也(ye)为(wei)我们探索其(qi)他物种的奥(ao)秘(mi)提供了强大的(de)工具。它(ta)让(rang)我们看到，生命的演(yan)化是(shi)一(yi)个持续(xu)不断(duan)、充满惊喜(xi)的过(guo)程(cheng)，而(er)DNA，正是(shi)这个过(guo)程(cheng)最忠(zhong)实(shi)的(de)记录者和(he)最核心的(de)驱动(dong)者。通过不(bu)断地(di)探索(suo)和解(jie)读，我(wo)们将能(neng)更深刻(ke)地理解生(sheng)命的本质(zhi)，以(yi)及我们(men)在宇(yu)宙生命图(tu)谱(pu)中的位(wei)置。

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图片来源：每经记者 陈凤山 摄

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