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人类与猪犬dna的遗传奥秘,探索基因相似性,揭秘物种进化关系

陈崇韧 2025-11-01 22:38:56

每经编辑｜陈京春

当地时间2025-11-01,gfyuweutrbhedguifhkstebtj,街头抄底cd合集

part1:基因的(de)低(di)语：我(wo)们(men)与猪犬(quan)同(tong)源(yuan)的基(ji)因密码

想(xiang)象一(yi)下，我们(men)每(mei)一(yi)次的呼吸、每(mei)一次(ci)的心跳，都(dou)回荡着祖先的(de)基因低(di)语(yu)。而这(zhe)低语，并非只属(shu)于我们人类。科(ke)学的脚步(bu)，已(yi)经(jing)悄然跨越了物种的(de)界(jie)限，在DNA的细微(wei)之(zhi)处，发现(xian)了令(ling)人惊(jing)叹(tan)的(de)相(xiang)似性。今天，我(wo)们就将(jiang)踏(ta)上(shang)一(yi)场别(bie)开生面(mian)的(de)基因(yin)探(tan)索之旅(lv)，聚焦(jiao)人类、猪(zhu)和(he)犬这三个看似(shi)差异巨大(da)的物(wu)种，去聆听它们DNA中那些(xie)关于遗传、相(xiang)似(shi)与(yu)进(jin)化(hua)的(de)奥秘。

DNA：生命的(de)蓝(lan)图与家(jia)族史(shi)书(shu)

要(yao)理(li)解人类、猪和(he)犬(quan)之(zhi)间的基因联(lian)系，首先(xian)要明(ming)白DNA（脱(tuo)氧核糖核(he)酸(suan)）的本质(zhi)。它(ta)就好比一(yi)本(ben)用四(si)种碱基（A、T、C、G）书(shu)写的生命(ming)蓝图(tu)，记录(lu)着(zhe)生(sheng)物体(ti)生(sheng)长、发育(yu)、繁殖(zhi)和适应(ying)环境所(suo)需(xu)的(de)一切信(xin)息(xi)。这本蓝图并非(fei)一成不(bu)变(bian)，它(ta)在(zai)漫长的(de)进(jin)化岁(sui)月中(zhong)，通过一(yi)代代的(de)复制(zhi)、突变和重组(zu)，谱写了(le)地(di)球生(sheng)命(ming)的壮(zhuang)丽史诗(shi)。

而我们(men)今(jin)天(tian)要(yao)探(tan)究的，正是这(zhe)史(shi)诗中(zhong)，人类、猪(zhu)和犬之(zhi)间，那(na)些共享(xiang)的(de)篇章。

基因(yin)相(xiang)似(shi)性的惊人发现

当(dang)我(wo)们(men)深(shen)入比(bi)较(jiao)人(ren)类(lei)、猪和犬(quan)的基因组(zu)（即一(yi)个生物体(ti)完(wan)整(zheng)的DNA序列），会发(fa)现(xian)一个(ge)令人着迷的事(shi)实(shi)：我(wo)们共(gong)享(xiang)着(zhe)相(xiang)当(dang)比(bi)例(li)的(de)基(ji)因。例如，据(ju)估计，人类与猪大(da)约(yue)有(you)90%的基(ji)因(yin)是(shi)相似(shi)的，而人(ren)类与(yu)犬的(de)基因(yin)相似度(du)也高达(da)84%。这个(ge)数(shu)字可能(neng)会让(rang)你(ni)大吃一惊。毕竟，从外形(xing)到生(sheng)活(huo)习性，人(ren)类、猪(zhu)和犬(quan)似(shi)乎(hu)截(jie)然不(bu)同。

正是这(zhe)些相(xiang)似的基(ji)因，构成(cheng)了我们(men)生命中(zhong)最核心(xin)、最基础的(de)运(yun)作(zuo)机制。

同源基因(yin)：生命(ming)基本(ben)功能(neng)的守(shou)护者

这些(xie)相似的(de)基因(yin)，被(bei)称为(wei)“同源基因”。它们通(tong)常(chang)负(fu)责(ze)执(zhi)行生(sheng)物体最(zui)基本(ben)的(de)生(sheng)命功(gong)能，比如细胞的(de)生长和分(fen)裂、能量的(de)代谢、DNA的修(xiu)复(fu)、蛋(dan)白(bai)质的合(he)成，以及(ji)神经(jing)系(xi)统的发育(yu)等等(deng)。试(shi)想(xiang)一下(xia)，一个(ge)细胞(bao)如何(he)感(gan)知(zhi)外(wai)界(jie)信号？如何(he)产(chan)生(sheng)能(neng)量(liang)维持(chi)生命活(huo)动？如何(he)准确(que)地复(fu)制自(zi)己的(de)DNA以传递给(gei)下一(yi)代(dai)？这(zhe)些关乎(hu)生(sheng)死的精细(xi)过程(cheng)，都需(xu)要一(yi)整(zheng)套精心(xin)设计(ji)的基因程序来(lai)执行(xing)。

而(er)令人惊(jing)叹(tan)的是，许多执(zhi)行这(zhe)些基本程(cheng)序的基因，在(zai)人(ren)类、猪和犬(quan)身(shen)上(shang)都找到了(le)它们的(de)“亲戚”，扮演着(zhe)相似甚至相同的功(gong)能。

比较(jiao)基(ji)因组学：解码进(jin)化的(de)语言(yan)

正是(shi)通(tong)过(guo)比(bi)较(jiao)基因(yin)组学(xue)这一(yi)强大(da)的科学(xue)工(gong)具，我(wo)们得(de)以(yi)窥见这(zhe)些基因的相似(shi)性(xing)。科学(xue)家们将(jiang)不同(tong)物(wu)种的基(ji)因组(zu)进行比对，识别出那(na)些在(zai)序列(lie)上高度相似，并且功(gong)能上(shang)可(ke)能一致的基因。通(tong)过分析(xi)这(zhe)些同(tong)源(yuan)基(ji)因的(de)差异(yi)和演变，我们可(ke)以追(zhui)溯它(ta)们共同(tong)的祖先，并推断(duan)出(chu)不同(tong)物种的(de)进化路(lu)径(jing)。

例(li)如，一个在(zai)人类体内负责(ze)胰(yi)岛素合成的(de)基因，在(zai)猪(zhu)和(he)犬(quan)体内(nei)同(tong)样存在(zai)，并(bing)且(qie)执(zhi)行(xing)着(zhe)分(fen)泌(mi)胰(yi)岛(dao)素、调(diao)节(jie)血糖的功能。虽(sui)然胰岛(dao)素的结(jie)构(gou)可能存(cun)在微(wei)小的(de)差异，但其(qi)核心功(gong)能却高度保守。这(zhe)暗示(shi)着，我(wo)们的(de)共同祖(zu)先就已经拥有了合成(cheng)胰岛(dao)素(su)的(de)能(neng)力，而这(zhe)一能力(li)，在(zai)漫长(zhang)的(de)进(jin)化(hua)过程中(zhong)，被小(xiao)心(xin)翼(yi)翼地保(bao)留(liu)了下来(lai)，并(bing)传递给了(le)后代(dai)，包括人(ren)类(lei)、猪和(he)犬。

演化(hua)的一致性(xing)：生(sheng)命(ming)共通的印记(ji)

这种(zhong)基因(yin)层面(mian)的相(xiang)似(shi)性(xing)，是演化一(yi)致(zhi)性(xing)的有力证据。它(ta)表明，尽(jin)管在各(ge)自的(de)生存(cun)环境中，人类、猪(zhu)和(he)犬(quan)经历了(le)不同(tong)的(de)选择压力，演化(hua)出了(le)迥异(yi)的外(wai)形和(he)行为，但在(zai)构成生命(ming)基础(chu)的“硬件(jian)”上(shang)，我们共享着(zhe)相同的(de)起(qi)源(yuan)。这(zhe)些(xie)同源基因，就像是生命(ming)共通的(de)印(yin)记(ji)，提醒着(zhe)我们(men)，在(zai)遥远(yuan)的过(guo)去，我(wo)们曾(ceng)经同属(shu)于(yu)一个(ge)大(da)家(jia)族(zu)。

从(cong)基因相似性看(kan)“人(ren)造”器官(guan)的(de)可能

更(geng)进一步(bu)，这(zhe)种对基(ji)因相似性的(de)深(shen)入了解(jie)，也(ye)为医(yi)学研究(jiu)带来了无限可(ke)能。例如，猪(zhu)的许(xu)多器(qi)官(guan)在大小(xiao)、结构(gou)和生理功能上(shang)与人类(lei)高(gao)度相似，这使(shi)得(de)猪成(cheng)为(wei)器(qi)官移(yi)植研(yan)究的重要(yao)模型(xing)。通过(guo)基因(yin)工(gong)程技(ji)术，科学家们甚至尝试(shi)对猪(zhu)的(de)基因进(jin)行改造(zao)，以(yi)减少(shao)器官移(yi)植过程中(zhong)人(ren)类免(mian)疫系(xi)统的排斥反(fan)应(ying)，从而为解(jie)决器(qi)官(guan)短(duan)缺(que)问(wen)题提供新(xin)的途径。

这(zhe)种“跨物种”的器(qi)官“借(jie)用”，背后正(zheng)是基于(yu)基因相似性(xing)带来的(de)生(sheng)理功能(neng)上的(de)共鸣(ming)。

基因的(de)“故事(shi)”：不(bu)只是相(xiang)似，更(geng)是演进(jin)

基(ji)因的(de)奥秘远不(bu)止于此。虽(sui)然(ran)我们(men)发(fa)现了惊(jing)人(ren)的相似(shi)性(xing)，但不同之(zhi)处同(tong)样(yang)值(zhi)得深(shen)思。正(zheng)是(shi)这(zhe)些基(ji)因(yin)的(de)差异(yi)，塑造(zao)了人类(lei)的智慧(hui)、猪的强(qiang)壮以及犬(quan)的敏(min)锐(rui)。下一(yi)部(bu)分，我(wo)们将深(shen)入(ru)探(tan)讨(tao)这(zhe)些差(cha)异(yi)是如何(he)产生(sheng)的，以及(ji)它(ta)们如(ru)何揭(jie)示不(bu)同物(wu)种独特的(de)进化(hua)轨迹。

基因的差(cha)异：塑(su)造生(sheng)命的(de)多(duo)彩与进化(hua)的(de)轨迹(ji)

在(zai)上(shang)一部(bu)分，我(wo)们(men)惊叹于(yu)人类(lei)、猪和犬之(zhi)间DNA的(de)惊人相似(shi)性，窥见(jian)了(le)生(sheng)命(ming)共(gong)同的起(qi)源。生(sheng)命(ming)的(de)多(duo)彩(cai)恰恰(qia)在于其差(cha)异。正(zheng)是那些微小(xiao)的(de)基因变异，如同(tong)一位技艺精湛的雕塑(su)家(jia)，在共(gong)同(tong)的基因蓝(lan)图(tu)上，雕(diao)琢出(chu)了各(ge)自独特的(de)生命(ming)形态(tai)。今天(tian)，我们将继续(xu)我们的(de)基因探索之旅，深入(ru)探究(jiu)这(zhe)些(xie)基因差(cha)异(yi)是(shi)如(ru)何塑(su)造人类、猪(zhu)和犬的(de)独(du)特之(zhi)处，以(yi)及它们如(ru)何为我们(men)揭示(shi)物种进化(hua)的(de)深(shen)刻奥(ao)秘(mi)。

基因(yin)变(bian)异(yi)：演(yan)化(hua)的引擎(qing)

基因(yin)变异是(shi)生(sheng)命演进的(de)根本(ben)驱动力。每一次DNA复(fu)制过(guo)程(cheng)中，都(dou)可能发生微小(xiao)的错误，产(chan)生新的基因(yin)变(bian)异。这(zhe)些变异有可能(neng)是无害的，有(you)可(ke)能是(shi)有(you)害的，也有极(ji)少(shao)数情况下，能(neng)够带(dai)来新(xin)的、有(you)利的(de)性(xing)状(zhuang)。在漫(man)长(zhang)的自然(ran)选(xuan)择(ze)过程中，那(na)些有(you)利于(yu)生(sheng)物(wu)体在特(te)定(ding)环境(jing)中(zhong)生存和(he)繁衍(yan)的变(bian)异，会(hui)逐(zhu)渐积累并传递下去，最终导(dao)致(zhi)物(wu)种(zhong)的(de)分(fen)化。

从细(xi)胞(bao)到(dao)行为(wei)：差异(yi)的体(ti)现

人(ren)类、猪(zhu)和犬在基(ji)因上的差(cha)异，体现在(zai)从微观的细胞(bao)层面到宏观的(de)行为表现(xian)的方(fang)方(fang)面面。

大(da)脑与(yu)智慧：人类(lei)之所(suo)以拥有高度发(fa)达(da)的认(ren)知(zhi)能(neng)力(li)和复杂(za)的语言系统，很(hen)大(da)程(cheng)度上归功(gong)于(yu)我(wo)们(men)独(du)特的(de)基(ji)因(yin)。例(li)如，与(yu)神(shen)经(jing)发(fa)育(yu)、突触(chu)形成(cheng)和大脑连接(jie)相关的(de)基因(yin)，在人(ren)类身(shen)上(shang)发生了显著(zhu)的演变。尤其是(shi)一些(xie)与(yu)“人(ren)类独(du)有”的基因(yin)，如(ru)FOXP2基(ji)因(yin)，其在人类中(zhong)的特有突(tu)变(bian)，被(bei)认为(wei)是支持语(yu)言(yan)能力发展的(de)关键(jian)。

相比之下(xia)，猪和犬虽然也有复(fu)杂的神经(jing)系统，但其大(da)脑(nao)的结构(gou)和功能(neng)，以及在(zai)认(ren)知和(he)行为(wei)上(shang)的表现(xian)，与人类存(cun)在显(xian)著差(cha)异。生理(li)特(te)征的适应：基(ji)因(yin)的差异(yi)也决定了不同物(wu)种在生(sheng)理(li)上的适应(ying)性。例如，犬科动(dong)物的嗅觉系(xi)统(tong)异常灵(ling)敏，这(zhe)与(yu)其嗅觉受体(ti)基(ji)因的(de)高(gao)度(du)多样(yang)化(hua)有(you)关(guan)，能够(gou)识别和区(qu)分更广泛范围的气味(wei)分子。

而猪(zhu)的消(xiao)化系统和(he)新陈(chen)代谢，也(ye)与它们(men)的生活习(xi)性相适应，例如它们(men)强大的消化能(neng)力能够(gou)处理多(duo)种食物。人(ren)类在(zai)体温调节、运(yun)动能力等方(fang)面也(ye)演(yan)化出(chu)了独特(te)的基(ji)因基(ji)础。表(biao)观遗(yi)传学(xue)的微(wei)妙影(ying)响(xiang)：除(chu)了DNA序列本身的改变，表观遗传学也(ye)扮(ban)演着重要的(de)角色(se)。这指的(de)是在不(bu)改变(bian)DNA序(xu)列(lie)的前提(ti)下，对基(ji)因表(biao)达进行调(diao)控的机制。

环境(jing)因素、生活(huo)方式(shi)等都(dou)可能影(ying)响基(ji)因(yin)的(de)表观(guan)遗(yi)传标(biao)记，从而影(ying)响基因的(de)表达(da)，进而(er)影响(xiang)生物(wu)体的性状(zhuang)。这种(zhong)微妙的(de)调控，为(wei)物种的适应性演化(hua)提(ti)供(gong)了更(geng)多可能(neng)性(xing)。

进(jin)化(hua)关系：我(wo)们与猪犬的“家族(zu)谱系(xi)”

通过(guo)对人(ren)类、猪(zhu)和犬基因(yin)组(zu)的(de)深(shen)入(ru)分析(xi)，科学(xue)家们可以(yi)构建出它们之(zhi)间更(geng)精确的进化关(guan)系图(tu)谱，即(ji)“家族(zu)谱系”。根据目前(qian)的(de)遗(yi)传学证据(ju)，哺乳(ru)动物(wu)在约1亿(yi)年(nian)前(qian)就(jiu)已经(jing)分(fen)化(hua)。人类(lei)和灵(ling)长类(lei)动(dong)物(wu)属于(yu)“灵长总目”，而猪(zhu)属(shu)于“偶蹄(ti)目”，犬(quan)则属(shu)于(yu)“食(shi)肉目(mu)”。这三者都属(shu)于(yu)哺乳纲，但(dan)各(ge)自(zi)的进(jin)化路(lu)径已(yi)经分道(dao)扬镳了很长(zhang)时(shi)间。

这种(zhong)进化关系可以(yi)用“分叉”来(lai)比喻(yu)：我们的共同祖(zu)先，就像(xiang)一个巨(ju)大的树(shu)干，随着时间(jian)的推(tui)移，这(zhe)根树干不(bu)断(duan)分(fen)叉。一(yi)条分叉(cha)最(zui)终演变成了人类和我们的近(jin)亲(qin)；另一条分叉(cha)则发展成(cheng)了猪(zhu)的祖先；还(hai)有一(yi)条(tiao)分叉(cha)则(ze)演化(hua)出了犬的祖先(xian)。虽然分叉的时(shi)间和(he)距离(li)不同(tong)，但(dan)它们都源自(zi)同一个(ge)“生(sheng)命之源”。

基(ji)因组学在(zai)医学研究(jiu)中的应用(yong)：理解疾(ji)病，开发(fa)疗(liao)法(fa)

对(dui)人类、猪(zhu)和(he)犬(quan)基(ji)因(yin)组的(de)比较(jiao)研究(jiu)，不仅(jin)有(you)助于我(wo)们(men)理解物种进(jin)化的(de)奥秘(mi)，更在(zai)医学领域有着(zhe)巨大(da)的应用(yong)价(jia)值。

疾(ji)病(bing)模型(xing)：由(you)于基(ji)因和生(sheng)理上的相(xiang)似(shi)性，猪(zhu)和犬(quan)常被用作(zuo)研究人类疾病的模(mo)型。例(li)如，研(yan)究心血管(guan)疾(ji)病(bing)，可以(yi)在猪(zhu)身上(shang)模拟(ni)心脏手术或血(xue)管问题；研(yan)究神经(jing)退(tui)行性(xing)疾病(bing)，可以观察(cha)犬的认知衰退过程。通(tong)过观察(cha)这些(xie)动物模型(xing)对(dui)疾病(bing)的反应(ying)，科(ke)学(xue)家们可以(yi)更好地(di)理解疾(ji)病(bing)的(de)发(fa)病机制(zhi)，并(bing)测(ce)试新的(de)治(zhi)疗方(fang)法(fa)。

药(yao)物研发：比(bi)较基因组(zu)学有助于识(shi)别在(zai)不同物种中(zhong)保(bao)守(shou)的关(guan)键基因(yin)，这(zhe)些(xie)基因(yin)可(ke)能与药(yao)物(wu)的疗(liao)效或(huo)副作(zuo)用有(you)关。通(tong)过研(yan)究不(bu)同物(wu)种对(dui)同一(yi)种药(yao)物的(de)反应差异(yi)，可(ke)以帮助(zhu)科(ke)学家更(geng)精确地设计(ji)药(yao)物，提(ti)高(gao)药(yao)物的(de)有效性(xing)和(he)安全性。基(ji)因治疗的(de)探索(suo)：随着(zhe)基(ji)因(yin)编(bian)辑(ji)技术的(de)不断发(fa)展，对基因(yin)相似(shi)性的深入(ru)理解(jie)，也为(wei)基因治疗(liao)的研(yan)究提供(gong)了(le)理论(lun)基(ji)础(chu)。

如果某(mou)个基(ji)因(yin)缺陷导致了(le)人类(lei)疾(ji)病，而(er)我们(men)在猪(zhu)或犬身上(shang)找到(dao)了功能相(xiang)似(shi)的基因(yin)，那么就有(you)可(ke)能(neng)借鉴它们在(zai)基因功(gong)能上(shang)的“经验”，来(lai)开发(fa)更有效的基因(yin)治疗策略(lve)。

基(ji)因(yin)的(de)“对(dui)话”：未(wei)来(lai)的(de)无限(xian)可(ke)能

人类(lei)、猪(zhu)和(he)犬(quan)之间的(de)基因联(lian)系(xi)，就像一场(chang)跨(kua)越物种(zhong)的“对话”。我们通(tong)过DNA这个共同(tong)的(de)语言，既传(chuan)递着生命的本源，又(you)在差异中展(zhan)现着进化的奇迹(ji)。这场基因(yin)的探索之旅，不(bu)仅拓(tuo)展(zhan)了我(wo)们对生(sheng)命科学(xue)的认知(zhi)边(bian)界，也为(wei)人(ren)类(lei)的健(jian)康和福祉带(dai)来(lai)了(le)无限的(de)希望(wang)。

当(dang)我们凝(ning)视自己(ji)的(de)DNA，不妨(fang)也想(xiang)想(xiang)那些与(yu)我(wo)们共享基因的生灵。它们的(de)存(cun)在，是(shi)生(sheng)命演(yan)进的(de)奇妙(miao)证明(ming)，也是我(wo)们(men)理解(jie)自身、探(tan)索(suo)未(wei)知世界的重要参(can)照。未来的(de)基因(yin)研究，必将继续(xu)在(zai)这条跨(kua)越物(wu)种的道路(lu)上，揭(jie)示更(geng)多令(ling)人惊(jing)叹的奥秘，为我们描绘出生命(ming)更(geng)加宏伟壮丽(li)的(de)画卷。

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图片来源：每经记者阿布·瑞恩摄