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当神(shen)话照进(jin)现实：兽(shou)人DNA的奇幻(huan)图景

在我(wo)们(men)脑海(hai)中(zhong)，“兽(shou)人(ren)”常常(chang)是史(shi)诗(shi)、奇(qi)幻小说和游戏中(zhong)的(de)常客(ke)——它们(men)身躯(qu)雄壮(zhuang)，兼(jian)具(ju)野兽(shou)的狂(kuang)野力(li)量与(yu)人(ren)类(lei)的智慧灵(ling)性。从《魔兽世界(jie)》中身披战甲的(de)兽族，到《狮子王》中拥有复杂社(she)会(hui)结构的(de)动物(wu)王国(guo)，兽(shou)人形(xing)象(xiang)早已(yi)深入人(ren)心。但(dan)如(ru)果(guo)我们抛(pao)开想象(xiang)的(de)束缚，从生(sheng)物学(xue)的角(jiao)度去审视，一个令人(ren)着(zhe)迷的问题(ti)浮现(xian)：如(ru)果(guo)真(zhen)的存(cun)在“兽人”这(zhe)一物种，它(ta)们的(de)DNA会与人类DNA有何(he)不同？

想象(xiang)一下，一个(ge)拥(yong)有雄狮(shi)般(ban)力量和(he)敏捷(jie)性的(de)“兽(shou)人”，它(ta)的(de)DNA中可能(neng)蕴(yun)藏(cang)着(zhe)与猫(mao)科动(dong)物相(xiang)关的基(ji)因(yin)片段(duan)。这些基因或许(xu)能赋(fu)予它(ta)超乎(hu)常人的力量、惊人的夜视能力(li)，甚至是(shi)更加敏(min)锐(rui)的听觉和(he)嗅(xiu)觉。例(li)如，肌(ji)红蛋(dan)白和(he)肌球(qiu)蛋(dan)白(bai)的(de)基因编码，在(zai)决定肌(ji)肉纤维类型(xing)和(he)收(shou)缩速(su)度上扮(ban)演着关(guan)键角色，猫科(ke)动(dong)物在这方(fang)面拥有独(du)特(te)的优势(shi)。

再者，关于(yu)骨骼结构(gou)、爪(zhao)子发育(yu)、甚至(zhi)毛发生(sheng)长(zhang)的基因(yin)，也(ye)必然(ran)与人类存在显著(zhu)差(cha)异。类黑(hei)素(su)（melanin）的合成和分布(bu)基(ji)因(yin)，可能(neng)会(hui)导(dao)致它们拥(yong)有如(ru)同虎(hu)皮(pi)般(ban)的花纹，或(huo)是狮(shi)子般(ban)的金色鬃毛。

而(er)如果(guo)是一(yi)个拥有飞龙之(zhi)翼的(de)“兽人(ren)”，那(na)么(me)它(ta)的(de)DNA必定与鸟类或蝙蝠(fu)等飞(fei)行生(sheng)物存(cun)在着千丝(si)万缕的(de)联(lian)系。这(zhe)涉及(ji)到(dao)骨(gu)骼的(de)轻质化(hua)和(he)空(kong)腔(qiang)化，胸肌的强大(da)发达程度(du)，以及能够(gou)产生羽毛(mao)或翼膜的基因表(biao)达(da)。例(li)如，与羽(yu)毛形成相关的角(jiao)蛋(dan)白基因(yin)，与(yu)翅膀(bang)支撑(cheng)结构相关的骨骼密(mi)度和(he)形态(tai)基因(yin)，都(dou)将是人(ren)类(lei)DNA中(zhong)不曾见过的独(du)特存(cun)在。

我(wo)们或(huo)许(xu)会惊叹(tan)于它(ta)们(men)DNA中(zhong)编码出的(de)，能够(gou)高效利用(yong)氧气的(de)呼吸系(xi)统，或是能(neng)够承(cheng)受高强度飞行(xing)的代(dai)谢(xie)机(ji)制(zhi)。

更(geng)进一(yi)步(bu)，我们还(hai)可以畅(chang)想拥(yong)有海(hai)洋生物特(te)征(zheng)的“兽(shou)人”。它(ta)们的(de)DNA中可(ke)能携(xie)带与(yu)鱼(yu)类(lei)或鲸豚类(lei)相似(shi)的基(ji)因，例(li)如能够适(shi)应高(gao)压环境(jing)的蛋白(bai)质编码(ma)基因(yin)，能(neng)够产(chan)生生物发(fa)光的(de)基因(yin)，或是(shi)能(neng)够高效利用(yong)水中氧(yang)气的(de)鳃的雏(chu)形。肾(shen)脏过(guo)滤(lv)盐分(fen)的(de)能(neng)力(li)，以及皮肤的防水(shui)性和流(liu)线型(xing)体态，也可能受(shou)到(dao)这些(xie)“外(wai)来”基因(yin)的影(ying)响。

这一(yi)切都建(jian)立在(zai)“融(rong)合”的基础(chu)上(shang)。生(sheng)物演化(hua)的(de)奇迹在于(yu)其渐(jian)进性(xing)和选择性。如果(guo)“兽人(ren)”是(shi)自然演(yan)化出的(de)独(du)立物(wu)种，那(na)么(me)它的DNA将(jiang)是一(yi)套完(wan)整、协(xie)调的基因组，与(yu)人(ren)类DNA在整(zheng)体(ti)结(jie)构上(shang)可(ke)能存在(zai)着物种(zhong)隔(ge)离所(suo)带来的巨(ju)大差(cha)异。比如，染(ran)色体(ti)的数目(mu)和排列(lie)方(fang)式(shi)，DNA复制(zhi)和修(xiu)复机制(zhi)的微小(xiao)差异(yi)，以(yi)及控(kong)制(zhi)发(fa)育(yu)和生殖的(de)基因调控(kong)网络(luo)，都可(ke)能大(da)相径(jing)庭。

在科(ke)幻(huan)的土壤里(li)，我(wo)们常常(chang)会看到“基因改(gai)造(zao)”或(huo)“杂交(jiao)”的桥(qiao)段(duan)。如果“兽(shou)人”是人类通(tong)过(guo)基因(yin)工程创(chuang)造(zao)的产物，那么(me)其(qi)DNA的构(gou)建将更加复杂(za)和有趣(qu)。科(ke)学家(jia)们可能会巧妙(miao)地挑(tiao)选、编辑和(he)整合来自(zi)不(bu)同(tong)物种的(de)基(ji)因(yin)片(pian)段。例(li)如(ru)，将某个(ge)基因(yin)负责增强(qiang)骨骼强度的基(ji)因(yin)插入人类DNA，或(huo)者将某个基因(yin)负责(ze)加快(kuai)反(fan)应(ying)速度(du)的基因整(zheng)合进(jin)来。

在这(zhe)个过(guo)程中(zhong)，我们不(bu)仅仅(jin)是在(zai)比较(jiao)DNA的碱基序(xu)列，更(geng)是在探究(jiu)基因(yin)的表达调控、蛋(dan)白(bai)质的相互作(zuo)用，以(yi)及(ji)它(ta)们如(ru)何协(xie)同工作，最(zui)终塑造(zao)出一个(ge)全新(xin)的(de)生命形(xing)态。

可以(yi)肯定的(de)是，兽人DNA与人类(lei)DNA的比较(jiao)，不(bu)仅仅是碱基(ji)对A、T、C、G的(de)简(jian)单累(lei)加(jia)。它(ta)涉及(ji)到基(ji)因的结构(gou)、功能(neng)、表达调控，以及它们在复(fu)杂生物体(ti)内的(de)相互(hu)作用(yong)。这种(zhong)比较，从生物学(xue)原理上讲，就(jiu)像(xiang)是在比较(jiao)两种(zhong)截然(ran)不同的编(bian)程语言，虽然(ran)都遵(zun)循二进(jin)制逻(luo)辑，但(dan)其语法(fa)、结构和功能(neng)却天(tian)差地别(bie)。

我(wo)们人(ren)类的(de)DNA，是亿万(wan)年(nian)自(zi)然选择的结(jie)晶，而(er)一(yi)个(ge)假想(xiang)的“兽人DNA”，则(ze)可能(neng)是在人(ren)类(lei)智慧(hui)的引(yin)导下(xia)，对(dui)自(zi)然法则的一次(ci)大胆尝试(shi)。这(zhe)场关于兽人DNA的畅(chang)想，不仅满(man)足了(le)我(wo)们对(dui)未知的(de)好奇(qi)，更(geng)促使(shi)我(wo)们思考(kao)生(sheng)命本(ben)身的边界(jie)，以及(ji)人(ren)类(lei)在改造生命这一终(zhong)极命题面前所(suo)扮(ban)演(yan)的角色(se)。

现(xian)实的边界：动(dong)物DNA与(yu)人(ren)类DNA的深刻异同(tong)

当我们从奇幻(huan)的兽人世(shi)界回归现(xian)实，将目光(guang)投向动(dong)物DNA与人(ren)类DNA的(de)比较，我(wo)们(men)会(hui)发现，尽(jin)管不(bu)存在“兽人”这样(yang)的混合物(wu)种(zhong)，但(dan)人类与动(dong)物(wu)之(zhi)间，也存在着令人惊(jing)叹(tan)的遗传(chuan)学(xue)联(lian)系与(yu)显著(zhu)的差(cha)异。这就像是在同一(yi)本庞(pang)大(da)的(de)生命(ming)百科(ke)全书中，寻找不(bu)同(tong)章节(jie)之间的(de)相似(shi)与(yu)不(bu)同之(zhi)处。

从(cong)宏观层面(mian)来看，我(wo)们都属于地球生命(ming)大(da)家族，这(zhe)意(yi)味(wei)着(zhe)我们(men)拥(yong)有许(xu)多(duo)共同的(de)遗(yi)传基础。绝(jue)大多数生(sheng)物，包括(kuo)人类和各(ge)种动物，都使(shi)用一(yi)套相(xiang)同(tong)的(de)遗传密码——DNA。DNA的(de)碱(jian)基对A、T、C、G，以及它们(men)组成的双螺旋(xuan)结构，是所(suo)有生(sheng)命的基(ji)石。这意(yi)味(wei)着，在基(ji)因的(de)“语言”上(shang)，我们与(yu)动物(wu)是(shi)相(xiang)通的(de)。

这使(shi)得基(ji)因工(gong)程在(zai)一(yi)定程(cheng)度上成(cheng)为(wei)可能，我(wo)们可以(yi)将某些(xie)动物(wu)的基(ji)因“移植(zhi)”到其(qi)他生物体内，或反(fan)之，以(yi)期(qi)获得(de)预(yu)期的(de)功能。例如，在医(yi)药领域(yu)，我(wo)们利(li)用大肠(chang)杆(gan)菌(jun)来(lai)生产人类(lei)胰(yi)岛(dao)素，就是因(yin)为细菌能够识(shi)别并表达(da)人类(lei)胰岛(dao)素的基(ji)因。

当我们将(jiang)目光聚焦(jiao)于(yu)具体的(de)基因序(xu)列(lie)和基因组结构(gou)时(shi)，差异便(bian)开始显现(xian)。人类(lei)拥(yong)有约2万至(zhi)2.5万(wan)个基(ji)因，而不同(tong)的动(dong)物(wu)，其基因(yin)数量和排列方(fang)式也大相径庭(ting)。以我(wo)们(men)最亲(qin)近(jin)的“亲(qin)戚(qi)”——黑(hei)猩猩(xing)为例，我(wo)们与它(ta)们的DNA相似度高(gao)达98.8%。这(zhe)种高(gao)度的(de)相似性体现在基因(yin)序列的(de)绝(jue)大部(bu)分，但(dan)剩下(xia)的(de)1.2%的(de)差(cha)异，却足(zu)以(yi)让我们和黑(hei)猩猩在生(sheng)理(li)、行(xing)为和认知(zhi)上产(chan)生巨大(da)的(de)差别(bie)。

这细微的差异(yi)可能来自于基(ji)因的突(tu)变、基因(yin)拷贝(bei)数的变化(hua)、或者(zhe)重要(yao)的基因(yin)调(diao)控(kong)区域的(de)差(cha)异。

再往(wang)远了(le)看，与老鼠的DNA相(xiang)似度(du)约有85%，与猫的DNA相似(shi)度约有(you)90%，与(yu)牛(niu)的DNA相似度约(yue)有70%，而与(yu)果(guo)蝇(ying)这样(yang)的昆(kun)虫，相(xiang)似度(du)则(ze)降至约(yue)60%。这种相(xiang)似度的(de)递减(jian)，直观(guan)地反(fan)映(ying)了物种演化(hua)历程(cheng)的(de)远近(jin)。越(yue)是亲缘关系(xi)近的物种，其DNA越(yue)是(shi)相似(shi)，反之亦(yi)然(ran)。

这(zhe)种(zhong)相似(shi)性(xing)不(bu)仅仅(jin)体现(xian)在(zai)基因的数(shu)量(liang)，更体(ti)现在基因(yin)的(de)功(gong)能和(he)保守(shou)性上。许(xu)多(duo)在(zai)生命活动中(zhong)至关重(zhong)要(yao)的(de)基因(yin)，比如与(yu)细(xi)胞呼(hu)吸、DNA复制、蛋白(bai)质合(he)成相关的基因(yin)，在(zai)不(bu)同物种之间往往高度(du)保守，几(ji)乎没(mei)有(you)变化。

除(chu)了(le)基(ji)因序列的(de)差异，染色体的(de)数目和结构也(ye)是(shi)重(zhong)要的(de)区别(bie)。人类有23对(dui)染(ran)色(se)体，而果(guo)蝇只有(you)4对(dui)，老(lao)鼠(shu)有20对。染(ran)色体的(de)数量差异(yi)，以及(ji)染色体(ti)内部基(ji)因(yin)的排(pai)列顺(shun)序，都决定(ding)了物种(zhong)的独特(te)性。例如(ru)，人(ren)类的(de)第二(er)号染色体，据信(xin)是由两段(duan)早期灵(ling)长(zhang)类动(dong)物的(de)染色(se)体融(rong)合而(er)成，这(zhe)一事(shi)件(jian)在其他(ta)灵长类动物中(zhong)并未(wei)发生，从而(er)成为人(ren)类与其他物(wu)种的(de)重要(yao)分界线之一。

更(geng)深层(ceng)次的差(cha)异，体现(xian)在(zai)基(ji)因的表达(da)调(diao)控机制。即使(shi)拥有相似(shi)的基因，不(bu)同物(wu)种的(de)基因(yin)如何(he)“说话(hua)”，何时(shi)“说(shuo)话”，以(yi)及(ji)“说(shuo)”多久，这些都(dou)是(shi)由(you)复(fu)杂的(de)调(diao)控(kong)网络(luo)决(jue)定(ding)的。这(zhe)些调(diao)控基因(yin)（如转(zhuan)录因(yin)子、miRNA等）的差异(yi)，能(neng)够导(dao)致最终的(de)蛋(dan)白(bai)质产(chan)物在数量、活性和定(ding)位上的巨(ju)大不(bu)同，从而塑造(zao)出(chu)各自(zi)独特的(de)生理特(te)征。

例如，决定(ding)我(wo)们(men)大脑发育和(he)功能的高度复(fu)杂的(de)基因(yin)调控(kong)网络(luo)，与黑(hei)猩猩(xing)的(de)大脑发育调(diao)控网络存(cun)在细(xi)微但关键的差(cha)别，这也许是人(ren)类智慧的遗传(chuan)学根(gen)源之(zhi)一。

非(fei)编码DNA，也就(jiu)是那(na)些不直(zhi)接编码蛋(dan)白(bai)质的(de)DNA区域(yu)，也扮演着至关(guan)重要(yao)的角(jiao)色。这(zhe)些区域包含着(zhe)大量(liang)的(de)调控元(yuan)件，对基(ji)因(yin)的(de)开(kai)启和(he)关闭起(qi)着(zhe)“开关”的(de)作(zuo)用(yong)。不(bu)同物(wu)种的非编(bian)码DNA序(xu)列和结构差异(yi)，是(shi)导(dao)致表(biao)型差异(yi)的(de)重要原因(yin)，也(ye)是当前(qian)基因(yin)组(zu)学(xue)研究的热点之(zhi)一。

总(zong)而言(yan)之，动(dong)物DNA与人类(lei)DNA的(de)比较，是(shi)一场(chang)在宏(hong)大生命史诗中(zhong)的细致(zhi)解(jie)读。我(wo)们与动物(wu)共享着生(sheng)命的(de)基本语言(yan)和(he)许(xu)多核心的“词汇”（基因(yin)），这使(shi)得我们能从科(ke)学上理(li)解和研(yan)究(jiu)彼(bi)此。但正(zheng)是(shi)那些细微(wei)的(de)序(xu)列差(cha)异(yi)、染色体(ti)结构(gou)的不同、以(yi)及(ji)精(jing)妙的基因(yin)调(diao)控(kong)网络(luo)，构(gou)筑(zhu)了物(wu)种之间不(bu)可逾(yu)越(yue)的(de)壁垒(lei)，塑造(zao)了(le)我们作为人(ren)类(lei)所(suo)独有(you)的复杂性(xing)和多(duo)样性。

这种比较，不仅(jin)加深了(le)我(wo)们对(dui)生命(ming)演化(hua)的认(ren)识，也为理(li)解(jie)人类自身(shen)的(de)独特性(xing)提供了(le)科学(xue)的(de)依据。

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图片来源：每经记者 钟晖 摄

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