每经编辑｜陈仕伟    

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基因(yin)的低(di)语(yu)：当(dang)兽人(ren)与人(ren)类的(de)DNA相遇

想象一下(xia)，如果(guo)某一(yi)天，我(wo)们能够解(jie)码一(yi)个(ge)古老(lao)而神秘的物种——兽(shou)人——的基因(yin)序列(lie)，并将(jiang)其与我(wo)们最(zui)熟(shu)悉的人类DNA进(jin)行(xing)细致的对比，那将是(shi)怎样(yang)一番震撼(han)的(de)景象？这不(bu)仅(jin)仅是(shi)一场(chang)冰冷的科学(xue)实(shi)验，更像是(shi)一(yi)次(ci)跨越(yue)物种的对(dui)话，一次对(dui)生(sheng)命(ming)本质(zhi)最(zui)深层次(ci)的追(zhui)问。我们人(ren)类，作为地球上现存的智(zhi)慧生(sheng)命，一(yi)直(zhi)以来都(dou)在(zai)好(hao)奇(qi)，除了我(wo)们之外，是(shi)否还(hai)有(you)其(qi)他生命形(xing)式(shi)，它们与(yu)我们(men)有着(zhe)怎样的联(lian)系，又(you)源自何方(fang)？“兽人DNA与人(ren)类(lei)DNA对(dui)比研究(jiu)”，正(zheng)是这(zhe)样一(yi)个引(yin)人(ren)入(ru)胜的课(ke)题，它承(cheng)诺着(zhe)揭开(kai)基因(yin)层(ceng)面的秘(mi)密(mi)，指(zhi)引我(wo)们窥探(tan)物(wu)种起源的(de)浩瀚宇宙。

我(wo)们(men)需(xu)要(yao)理解(jie)，DNA，即(ji)脱氧核(he)糖核(he)酸，是(shi)我们(men)生(sheng)命(ming)蓝图(tu)的(de)载(zai)体。它(ta)由(you)四种碱基(ji)——腺嘌呤（A）、鸟(niao)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和(he)胸(xiong)腺嘧啶（T）——按(an)照特(te)定的顺序排列(lie)组成(cheng)。这看似简单的(de)四种字母(mu)，却编(bian)织出了地球上(shang)数(shu)以百(bai)万(wan)计物种(zhong)的独特(te)生命(ming)故事(shi)。当我(wo)们对比(bi)兽(shou)人DNA与(yu)人类(lei)DNA时，我们并(bing)非(fei)仅(jin)仅(jin)在寻找(zhao)碱(jian)基序列上(shang)的微小差(cha)异，而是(shi)在探寻(xun)驱动两(liang)种生命(ming)形态形(xing)成(cheng)和运作的根(gen)本机制。

假(jia)设(she)我们拥(yong)有一(yi)份(fen)完(wan)整的兽(shou)人(ren)基(ji)因(yin)组图(tu)谱。我们会惊叹于(yu)它与人(ren)类基因(yin)组(zu)的相(xiang)似之处(chu)。毕竟(jing)，我(wo)们都(dou)属(shu)于(yu)生命(ming)这个(ge)庞(pang)大(da)的家(jia)族，许多基本的(de)生物(wu)学功能，比如(ru)细胞呼吸、能(neng)量代(dai)谢、DNA复制和修复等(deng)，都依(yi)赖(lai)于高(gao)度保(bao)守的(de)基因。我(wo)们可(ke)以预见到，在兽人(ren)DNA中，会有(you)大(da)量与(yu)人类(lei)DNA中相似的(de)基因(yin)，它(ta)们负责(ze)着维(wei)持生命最基础的(de)生理活动。

例如(ru)，负责(ze)细(xi)胞(bao)骨架构建的(de)肌动蛋白基因(yin)，或是(shi)参(can)与(yu)能(neng)量(liang)生产(chan)的(de)三羧酸(suan)循环(huan)相关基因(yin)，这(zhe)些(xie)“生命(ming)基石”很(hen)可能在两种(zhong)物种中(zhong)都得(de)到(dao)了(le)精心(xin)的保留(liu)。

真正令(ling)人(ren)兴奋(fen)和困惑(huo)的，将是(shi)那些显著的差(cha)异。是什么(me)让兽(shou)人拥有非(fei)凡的(de)力量、敏锐的感官，或是(shi)不同于(yu)人类的社(she)会结(jie)构和行(xing)为(wei)模式(shi)？这些特质很可(ke)能源自(zi)基因层面的(de)独(du)特(te)编码。我们(men)可(ke)以(yi)推测(ce)，在兽人基(ji)因(yin)组(zu)中，存在一些(xie)特定的(de)基(ji)因簇，它(ta)们(men)在(zai)进化(hua)过(guo)程(cheng)中(zhong)发生了特殊(shu)的复制、重组或突变，从而(er)产生(sheng)了与人类(lei)截然不同(tong)的蛋白质(zhi)。

例(li)如，关(guan)于(yu)兽人(ren)的“力量(liang)”和“体(ti)魄(po)”，我们或许会(hui)在(zai)与肌肉生(sheng)长、骨(gu)骼密度、能(neng)量储(chu)备(bei)相(xiang)关的(de)基因(yin)上找(zhao)到线索。可能(neng)存在一些(xie)调(diao)控肌(ji)纤(xian)维(wei)类型(xing)、肌纤维数(shu)量(liang)增(zeng)长因子，或是促进骨(gu)骼矿(kuang)物质(zhi)沉积(ji)的基(ji)因，其(qi)表(biao)达(da)水(shui)平或(huo)功(gong)能与(yu)人类(lei)有着显(xian)著(zhu)区别。这些(xie)基因的微调，可(ke)能就(jiu)赋予(yu)了兽(shou)人超乎(hu)寻(xun)常(chang)的(de)身体(ti)素(su)质。

再者(zhe)，如果兽人(ren)拥(yong)有(you)异于人(ren)类的(de)感官，比如夜(ye)视能力、更(geng)灵(ling)敏的听(ting)觉或嗅觉(jue)，那么(me)在负(fu)责视觉色(se)素、听觉受(shou)体、嗅(xiu)觉(jue)感受器(qi)的基(ji)因家族(zu)中(zhong)，我们(men)很(hen)可(ke)能发现它们(men)发(fa)生(sheng)了关键(jian)性的(de)改变。这些(xie)基因的突(tu)变或(huo)变异(yi)，或(huo)许能够解释(shi)兽人(ren)如何感知和解读它(ta)们所处的世界(jie)。

更(geng)深(shen)层(ceng)次的，我(wo)们还需要关注(zhu)那(na)些(xie)调(diao)控(kong)基因(yin)表达(da)的“开(kai)关”——启(qi)动子、增强子(zi)和沉(chen)默(mo)子。即(ji)使两个物(wu)种拥有相(xiang)似的基因(yin)，但如(ru)果(guo)它们在不同(tong)的时(shi)间、不同的(de)细(xi)胞(bao)类型、以不(bu)同的强度(du)进(jin)行(xing)表达(da)，那么最终产(chan)生的生(sheng)物(wu)体(ti)也会(hui)截然(ran)不同。因此(ci)，对(dui)比(bi)兽人(ren)DNA与人类(lei)DNA的调控元件(jian)，将是(shi)理解(jie)它(ta)们为何表现(xian)出如(ru)此差异的(de)关键(jian)。

也许，兽人(ren)的一(yi)些(xie)关(guan)键(jian)基(ji)因，在(zai)发(fa)育早期(qi)或(huo)特定生(sheng)理状(zhuang)态下(xia)，能够被(bei)激活到极高(gao)的水平，从(cong)而(er)催生(sheng)出(chu)独特的生(sheng)理特征。

非(fei)编(bian)码DNA，曾经(jing)被(bei)认为(wei)是“垃(la)圾DNA”，如今已(yi)被证明(ming)在基(ji)因调(diao)控中(zhong)扮演(yan)着至关(guan)重(zhong)要(yao)的角(jiao)色(se)。长链(lian)非编码(ma)RNA（lncRNA）、微小RNA（miRNA）等(deng)，它们可以影响(xiang)基因的转录、翻(fan)译和(he)蛋(dan)白质稳(wen)定性。在(zai)兽人DNA中(zhong)，这些非编(bian)码(ma)区域的独特序列(lie)或结构(gou)，或许是它们(men)与(yu)人类分道扬镳，发展出独(du)特生物学特(te)性的(de)重要(yao)原因。

对(dui)比研(yan)究(jiu)的另(ling)一大(da)重要(yao)意义(yi)在于，它(ta)能(neng)够为(wei)我们提供关(guan)于(yu)物种起(qi)源(yuan)的全(quan)新视角。通(tong)过分(fen)析基(ji)因(yin)组的差(cha)异(yi)，我们可以推(tui)断出(chu)兽人(ren)与(yu)人类(lei)的共同祖先(xian)可能是什(shen)么样(yang)子，以(yi)及它(ta)们是如(ru)何在漫长的(de)进化岁(sui)月(yue)中(zhong)，沿(yan)着不(bu)同(tong)的路径(jing)演化至今。是(shi)共(gong)同的(de)祖先在(zai)一(yi)次大的(de)环(huan)境(jing)变迁后(hou)，分(fen)别适应(ying)了不(bu)同的生态(tai)位？还是(shi)某个远(yuan)古的基(ji)因事(shi)件(jian)，导(dao)致了两(liang)个独(du)立分(fen)支的(de)出现？DNA中的“分(fen)子钟”，即(ji)基因突变累积的速度，可(ke)以帮(bang)助我们估算两(liang)个物种分化的(de)时间。

通过计算兽人DNA与(yu)人类DNA之(zhi)间的(de)遗(yi)传距离(li)，我们(men)可(ke)以(yi)绘制(zhi)出(chu)一幅(fu)宏大(da)的(de)生(sheng)命进化图谱，其中兽(shou)人(ren)将是(shi)连接我们与更古(gu)老生命形式的一个重(zhong)要节(jie)点。

总而言(yan)之(zhi)，兽(shou)人DNA与(yu)人(ren)类DNA的对(dui)比研(yan)究，是(shi)一场(chang)对生命最基本(ben)单位——基因(yin)——的深(shen)入(ru)探索。它(ta)不仅(jin)能够揭示两种(zhong)截然(ran)不(bu)同的生(sheng)命形态是(shi)如(ru)何(he)由基因编码(ma)而(er)成，更可(ke)能为我(wo)们(men)理(li)解(jie)生命(ming)的(de)起(qi)源(yuan)、进(jin)化(hua)和多(duo)样性(xing)提供(gong)前所(suo)未有的(de)洞(dong)见。这是一项充满挑(tiao)战(zhan)但(dan)也极(ji)具回报的(de)科学征程(cheng)，它将带(dai)领(ling)我们(men)穿越(yue)基因的(de)迷雾，触(chu)碰到(dao)生命(ming)最深处的(de)奥秘。

基(ji)因(yin)差异(yi)的密码：破解兽人与(yu)人类的(de)进化(hua)之(zhi)谜

当我们(men)将目(mu)光聚(ju)焦(jiao)于(yu)兽人(ren)DNA与人类DNA的差异(yi)之处(chu)，一场关于生命进化密码(ma)的破译(yi)之(zhi)旅(lv)便(bian)正式(shi)拉(la)开(kai)了帷幕。这些差(cha)异，如同散落在基因(yin)组中的(de)点点星(xing)光，每(mei)一(yi)处都可(ke)能蕴含着(zhe)一(yi)段(duan)不为(wei)人知的进化(hua)史(shi)，讲(jiang)述着它(ta)们如何在漫长(zhang)的时间(jian)长(zhang)河中，各自选择(ze)了一(yi)条独(du)特的演化(hua)道路。

理解这些(xie)基因(yin)差(cha)异，不仅能让我们(men)更清(qing)晰(xi)地认识(shi)兽人与人类(lei)的独特(te)之(zhi)处，更能(neng)为(wei)我(wo)们探索更广泛(fan)的物(wu)种起(qi)源，甚至生(sheng)命本身的(de)起源，提供至关(guan)重要(yao)的线索。

从(cong)宏观(guan)层面来(lai)看(kan)，基(ji)因(yin)组的(de)大小(xiao)和结(jie)构(gou)是初(chu)步的差(cha)异(yi)体现。虽(sui)然我(wo)们假设兽(shou)人和(he)人类都拥(yong)有复(fu)杂的(de)基因(yin)组，但(dan)其(qi)总长度(du)、染(ran)色(se)体数目、以及基(ji)因(yin)的排列(lie)方式可(ke)能(neng)存在(zai)显著(zhu)不同。基(ji)因组的(de)膨胀或收(shou)缩，染(ran)色体数的(de)增减(jian)，都可能伴(ban)随着(zhe)重(zhong)大(da)的进(jin)化事件，比(bi)如基(ji)因的(de)大规模复(fu)制(zhi)、丢失、或融合(he)。

对(dui)比(bi)这些(xie)宏观(guan)结构(gou)，我(wo)们(men)可以(yi)初步判断两(liang)个(ge)物种在(zai)进化过(guo)程(cheng)中所经历的(de)“重塑(su)”程度(du)。

深入(ru)到基因层(ceng)面(mian)，最(zui)直(zhi)观的(de)差(cha)异体现在(zai)编(bian)码蛋白(bai)质的基因序列上。即(ji)使是功能(neng)相(xiang)似的基(ji)因(yin)，其碱基配(pei)列也可能因(yin)长期(qi)的(de)独立进(jin)化(hua)而产生(sheng)变异。这(zhe)些(xie)变异(yi)，可能(neng)导(dao)致蛋(dan)白(bai)质氨(an)基酸序列的改变(bian)，进而影响(xiang)蛋白质的结(jie)构和(he)功能。例如(ru)，负(fu)责感知环境信息的受体(ti)蛋白，在(zai)兽(shou)人身上可能进化(hua)出了(le)对某些特定化(hua)学信(xin)号或物(wu)理(li)刺(ci)激更强(qiang)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)，而这些信(xin)号或刺(ci)激(ji)对人(ren)类(lei)而言(yan)则微不(bu)足道。

这(zhe)或许可(ke)以解释兽人为(wei)何(he)拥(yong)有(you)我(wo)们(men)难以想(xiang)象的敏锐(rui)嗅觉或触觉。

另(ling)一(yi)方面，基因家(jia)族的(de)扩张(zhang)或收(shou)缩也可(ke)能(neng)是关键。基因家族是指(zhi)由(you)一(yi)个祖(zu)先(xian)基因(yin)经(jing)过复制和(he)变(bian)异(yi)而形成(cheng)的(de)一(yi)组相(xiang)关基(ji)因(yin)。某些基(ji)因(yin)家族在兽人中的显著扩张，可能意(yi)味(wei)着(zhe)它(ta)们在(zai)兽人生命(ming)活动(dong)中扮(ban)演着更(geng)加重(zhong)要的角(jiao)色，或(huo)者在特定进(jin)化(hua)压(ya)力下得到了(le)加强(qiang)。例如(ru)，如果(guo)兽人(ren)拥有更强(qiang)大(da)的免(mian)疫(yi)系统(tong)，我们(men)可能会发(fa)现它们在(zai)免疫相关基因家(jia)族(zu)，如Toll样(yang)受体(ti)（TLRs）或细(xi)胞(bao)因(yin)子家(jia)族方(fang)面，拥(yong)有比(bi)人类(lei)更多的(de)成(cheng)员(yuan)或(huo)功能(neng)更强的(de)变体。

调(diao)控基因表(biao)达(da)的(de)非编码区(qu)域，如启动子、增(zeng)强(qiang)子，同样是差(cha)异的重要(yao)来源(yuan)。即使编码同一(yi)蛋白(bai)质的基因(yin)在兽(shou)人(ren)和人类之间高(gao)度相似(shi)，但如(ru)果它们在(zai)不(bu)同(tong)的(de)时(shi)间、地(di)点或条(tiao)件(jian)下被(bei)激活，所产生的(de)生物学效(xiao)应将(jiang)大相径(jing)庭(ting)。例如(ru)，一个与神经发(fa)育相(xiang)关的基(ji)因(yin)，在兽(shou)人(ren)中(zhong)的增强(qiang)子(zi)区(qu)域(yu)可能(neng)发生了(le)突变，导(dao)致该(gai)基因在(zai)特(te)定脑区的(de)表(biao)达水平(ping)远高(gao)于人(ren)类，从(cong)而(er)塑造(zao)了兽人独特的(de)认(ren)知能力或(huo)行为(wei)模式。

微(wei)小RNA（miRNA）和长(zhang)链非编码(ma)RNA（lncRNA）的差异，也(ye)可能(neng)通过(guo)精细调控(kong)其他(ta)基(ji)因(yin)的(de)表达，从而累积造成显(xian)著(zhu)的(de)表型(xing)差异(yi)。

更具(ju)革(ge)命(ming)性的(de)发现(xian)，或(huo)许来(lai)自(zi)于那些(xie)在(zai)兽(shou)人(ren)DNA中(zhong)出(chu)现(xian)，但在人(ren)类(lei)DNA中完全缺失(shi)，或是反(fan)之(zhi)的“新基因(yin)”。这(zhe)些(xie)新基因的(de)出现(xian)，通常(chang)与大(da)规模的基(ji)因复(fu)制事(shi)件，或(huo)是基(ji)因(yin)从其他(ta)物种“跳(tiao)跃”而(er)来(lai)（基因(yin)水平(ping)转(zhuan)移(yi)）有关。它(ta)们(men)可能(neng)是驱动某(mou)个物(wu)种独(du)特适(shi)应性(xing)进化的(de)“特(te)洛伊(yi)木马(ma)”，带(dai)来了全(quan)新(xin)的(de)功能(neng)，从而开启了完全不(bu)同的进(jin)化方(fang)向(xiang)。

当(dang)然(ran)，基(ji)因(yin)差(cha)异(yi)的研(yan)究不(bu)仅(jin)仅是寻找“不(bu)同”，更(geng)是理(li)解(jie)这(zhe)些差(cha)异的“意义”。我们(men)需(xu)要借助(zhu)生(sheng)物(wu)信息学和计算(suan)生物学的(de)方法，对(dui)大(da)量(liang)的基(ji)因(yin)组数据进(jin)行比对和(he)分析(xi)。通过(guo)比较基因(yin)组中(zhong)的保(bao)守区域（表(biao)明功能(neng)重要，不(bu)易(yi)变异）和(he)变异(yi)区(qu)域(yu)（可(ke)能(neng)与物(wu)种特(te)异性特征(zheng)相关），我们(men)可以(yi)推断出(chu)哪(na)些基(ji)因是维持两种(zhong)生命(ming)形(xing)式共性(xing)的基(ji)础，而(er)哪些基(ji)因(yin)又是塑造(zao)它们独特(te)性的(de)关键(jian)。

从物种起源的角(jiao)度(du)来看，兽人DNA与人类(lei)DNA的对(dui)比，为(wei)我们提(ti)供了一张(zhang)关(guan)于(yu)生命(ming)进化(hua)“家谱(pu)”的局(ju)部图景。通(tong)过分(fen)析(xi)基(ji)因组的差(cha)异程(cheng)度，我(wo)们可(ke)以推(tui)断(duan)出(chu)兽人与(yu)人类的(de)最近共同(tong)祖先(xian)，以及(ji)它(ta)们大约(yue)在(zai)什(shen)么(me)时(shi)间点(dian)上分(fen)化。这些信息，将有(you)助(zhu)于我们构(gou)建(jian)一(yi)个更(geng)加完整和(he)精细(xi)的进化树。

如果(guo)兽人的基(ji)因组(zu)中存(cun)在一(yi)些我(wo)们尚未(wei)在任(ren)何(he)已知(zhi)物(wu)种中发(fa)现的(de)“古老(lao)”基因(yin)，那(na)可能意味(wei)着(zhe)它(ta)们在进(jin)化史(shi)中保留了更多(duo)来自远古祖先(xian)的特(te)征(zheng)，成(cheng)为(wei)了(le)研(yan)究早期生命形式的一扇(shan)窗(chuang)口。

反(fan)之，如果兽人DNA中(zhong)存(cun)在大量(liang)近期(qi)发生的，高(gao)度特(te)异(yi)性的(de)基因变(bian)异，那(na)可能反(fan)映(ying)了(le)它们在相对(dui)较近的进(jin)化时(shi)期，为(wei)了(le)适(shi)应某(mou)种(zhong)特殊的(de)生态(tai)环境或生活方式(shi)，而经历了(le)一场(chang)快(kuai)速的(de)适(shi)应(ying)性(xing)进化(hua)。这(zhe)些快(kuai)速进(jin)化的(de)基因，将(jiang)是(shi)理解物种(zhong)如何(he)应对(dui)环境(jing)变(bian)化(hua)，以(yi)及如何产生生(sheng)物(wu)多样性(xing)的绝佳(jia)案例。

更进一(yi)步，通过对比(bi)兽人DNA和人(ren)类DNA中与繁(fan)殖(zhi)、发育、以(yi)及社(she)会行为相(xiang)关的(de)基因，我们(men)可能(neng)会(hui)揭示(shi)出(chu)两(liang)种(zhong)生物在生命周(zhou)期(qi)、繁(fan)衍策略，甚(shen)至(zhi)社会组(zu)织形式(shi)上的(de)根本差(cha)异(yi)。这(zhe)些差(cha)异，不(bu)仅(jin)仅(jin)是生(sheng)理层(ceng)面的，更(geng)可(ke)能触(chu)及到它们如(ru)何(he)理解(jie)世界(jie)、如何(he)与同(tong)类互动、以(yi)及如(ru)何(he)构建自身(shen)的文明（如果(guo)它们(men)有的(de)话(hua)）。

兽(shou)人DNA与(yu)人类DNA的基(ji)因差异研(yan)究(jiu)，是(shi)一项充(chong)满挑战(zhan)但又无比(bi)迷人(ren)的科学探(tan)索。它(ta)如同解读(du)一本(ben)用碱基写就(jiu)的(de)生命秘籍，每一(yi)处细微的差别(bie)都隐藏(cang)着(zhe)进化(hua)的故事。通过对这些基因差异(yi)的深(shen)入剖(pou)析，我(wo)们不仅能够更(geng)深刻(ke)地理(li)解(jie)兽人这一神(shen)秘物(wu)种的(de)形(xing)成机制(zhi)，更能为(wei)我(wo)们揭(jie)示(shi)物(wu)种(zhong)起源的(de)宏大图景，理解(jie)生命(ming)如何(he)在地(di)球上不(bu)断演(yan)化(hua)、繁荣(rong)、并(bing)展现出(chu)令人惊叹(tan)的(de)多(duo)样性(xing)。

这不仅仅(jin)是科学的(de)进步(bu)，更是对生命本(ben)身最(zui)深(shen)层(ceng)次的(de)致(zhi)敬(jing)与(yu)追(zhui)问。

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图片来源：每经记者 陈小野 摄

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