每经编辑｜陈德斌    

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当(dang)神话照(zhao)进现(xian)实(shi)：兽(shou)人DNA的(de)奇幻(huan)图景

在(zai)我(wo)们脑(nao)海中，“兽(shou)人”常常(chang)是史诗、奇幻小(xiao)说和游(you)戏(xi)中的常客——它们(men)身躯(qu)雄(xiong)壮，兼(jian)具(ju)野兽(shou)的狂野力(li)量(liang)与人类(lei)的智慧灵(ling)性。从《魔兽世界》中(zhong)身披战甲的(de)兽族(zu)，到(dao)《狮子王(wang)》中拥有复杂社(she)会结(jie)构(gou)的(de)动物(wu)王国，兽人形(xing)象(xiang)早已深入(ru)人心(xin)。但如果(guo)我们抛(pao)开(kai)想(xiang)象(xiang)的束缚(fu)，从(cong)生物(wu)学的角(jiao)度去(qu)审(shen)视，一(yi)个令人(ren)着(zhe)迷(mi)的问(wen)题浮(fu)现：如果真(zhen)的存(cun)在“兽人”这(zhe)一物种，它(ta)们的DNA会与人类DNA有(you)何(he)不(bu)同？

想象一下，一个(ge)拥有雄狮(shi)般力(li)量(liang)和(he)敏捷(jie)性(xing)的(de)“兽人”，它的(de)DNA中(zhong)可(ke)能蕴(yun)藏着(zhe)与(yu)猫(mao)科动物相(xiang)关的基(ji)因片(pian)段(duan)。这(zhe)些(xie)基(ji)因(yin)或许(xu)能赋予(yu)它(ta)超乎(hu)常人的力(li)量、惊(jing)人的(de)夜视(shi)能力(li)，甚至是(shi)更加敏(min)锐(rui)的(de)听(ting)觉和嗅(xiu)觉(jue)。例(li)如，肌红蛋(dan)白和肌(ji)球(qiu)蛋白的基因(yin)编码，在决定肌肉纤维(wei)类型(xing)和(he)收缩速(su)度(du)上扮(ban)演着关(guan)键角色(se)，猫(mao)科动(dong)物在这方(fang)面(mian)拥(yong)有(you)独特的(de)优(you)势(shi)。

再者(zhe)，关(guan)于(yu)骨骼结构(gou)、爪子发育(yu)、甚(shen)至毛发生(sheng)长的基(ji)因，也必然(ran)与人类(lei)存在(zai)显(xian)著差(cha)异。类(lei)黑素(su)（melanin）的合成(cheng)和(he)分布基(ji)因(yin)，可能(neng)会导致它们(men)拥(yong)有如(ru)同虎皮(pi)般(ban)的花(hua)纹(wen)，或(huo)是狮子般(ban)的金(jin)色鬃毛。

而(er)如果是一个拥(yong)有飞龙(long)之(zhi)翼(yi)的“兽人”，那(na)么(me)它的DNA必定(ding)与(yu)鸟类或(huo)蝙(bian)蝠等飞行(xing)生(sheng)物存(cun)在(zai)着(zhe)千丝(si)万缕的联系。这涉及(ji)到骨骼的轻质(zhi)化和空腔(qiang)化，胸肌的强大(da)发达程(cheng)度(du)，以及(ji)能够(gou)产(chan)生羽毛(mao)或翼膜的(de)基因(yin)表达(da)。例如(ru)，与羽(yu)毛形成(cheng)相关(guan)的(de)角蛋白基(ji)因，与(yu)翅膀(bang)支撑(cheng)结构相关(guan)的骨(gu)骼密(mi)度和(he)形(xing)态(tai)基因，都将(jiang)是人类DNA中(zhong)不曾(ceng)见过的独(du)特存在。

我(wo)们或(huo)许会惊(jing)叹(tan)于它们DNA中(zhong)编码(ma)出的(de)，能(neng)够高(gao)效(xiao)利用(yong)氧(yang)气的呼(hu)吸系统(tong)，或(huo)是(shi)能(neng)够承(cheng)受高(gao)强(qiang)度飞行(xing)的代谢机制。

更(geng)进一步，我(wo)们还(hai)可以(yi)畅(chang)想拥有海洋(yang)生物特征(zheng)的“兽人(ren)”。它们的DNA中可能携带与(yu)鱼类或鲸(jing)豚类(lei)相(xiang)似(shi)的基因(yin)，例(li)如能够适应(ying)高(gao)压环境(jing)的蛋(dan)白(bai)质编(bian)码基(ji)因，能(neng)够(gou)产生生物发(fa)光(guang)的基因(yin)，或(huo)是能(neng)够(gou)高效(xiao)利用(yong)水中(zhong)氧气(qi)的鳃的雏(chu)形。肾脏过(guo)滤盐(yan)分的(de)能力(li)，以(yi)及(ji)皮肤的防(fang)水性(xing)和(he)流线(xian)型(xing)体(ti)态(tai)，也可能受(shou)到这(zhe)些“外来”基因的影(ying)响。

这一(yi)切都(dou)建立在“融合”的基础上。生(sheng)物演化的奇迹在(zai)于其渐(jian)进性(xing)和选择性。如果“兽人”是自(zi)然演化(hua)出的独(du)立物(wu)种，那么它(ta)的DNA将(jiang)是一(yi)套完整、协调的基因(yin)组，与(yu)人类DNA在整(zheng)体(ti)结构上可(ke)能(neng)存在(zai)着物种(zhong)隔离所带来(lai)的(de)巨(ju)大差(cha)异。比(bi)如，染(ran)色(se)体(ti)的数目(mu)和排列(lie)方(fang)式(shi)，DNA复(fu)制(zhi)和修复机制的(de)微小差(cha)异(yi)，以(yi)及(ji)控制发育和生殖的(de)基因(yin)调控(kong)网络(luo)，都可能大(da)相(xiang)径(jing)庭。

在科幻的土(tu)壤里(li)，我们(men)常常(chang)会看(kan)到“基(ji)因改(gai)造”或“杂交”的桥(qiao)段(duan)。如(ru)果“兽(shou)人”是人(ren)类通过基因(yin)工程(cheng)创造的产(chan)物(wu)，那(na)么其DNA的构(gou)建将(jiang)更加(jia)复(fu)杂(za)和(he)有趣。科学家(jia)们可(ke)能(neng)会巧妙(miao)地挑(tiao)选、编辑和(he)整合来自(zi)不同(tong)物种(zhong)的基(ji)因(yin)片(pian)段。例如，将某个(ge)基因负(fu)责(ze)增强(qiang)骨骼强度(du)的基(ji)因(yin)插(cha)入人(ren)类DNA，或(huo)者将某个(ge)基(ji)因(yin)负责(ze)加(jia)快反应(ying)速度的(de)基(ji)因整(zheng)合进(jin)来。

在这个(ge)过程(cheng)中，我(wo)们不(bu)仅仅是在比较(jiao)DNA的碱(jian)基序列，更(geng)是在(zai)探究基因(yin)的表(biao)达(da)调控、蛋白质(zhi)的(de)相(xiang)互作(zuo)用，以(yi)及(ji)它们如(ru)何(he)协(xie)同工(gong)作，最(zui)终塑造出一个全新(xin)的生命(ming)形(xing)态。

可(ke)以肯定的(de)是，兽(shou)人DNA与人类(lei)DNA的比较(jiao)，不仅仅(jin)是碱基(ji)对A、T、C、G的简单累(lei)加。它涉及到基(ji)因的结构(gou)、功能、表达(da)调控，以及它们(men)在复(fu)杂生物体内(nei)的(de)相互(hu)作用。这种(zhong)比较(jiao)，从生物学(xue)原理上讲(jiang)，就像(xiang)是(shi)在比(bi)较(jiao)两种截然不同的编(bian)程语言，虽然都遵循(xun)二进制逻(luo)辑，但(dan)其(qi)语(yu)法、结(jie)构和功(gong)能却天(tian)差地(di)别。

我们人(ren)类的(de)DNA，是亿万年(nian)自然选(xuan)择的结(jie)晶，而(er)一个(ge)假想(xiang)的“兽(shou)人DNA”，则(ze)可能(neng)是在(zai)人(ren)类(lei)智慧(hui)的(de)引导下(xia)，对自(zi)然法(fa)则(ze)的一(yi)次(ci)大胆尝(chang)试(shi)。这场(chang)关于兽人(ren)DNA的畅(chang)想，不仅(jin)满(man)足了(le)我们(men)对未(wei)知的好奇(qi)，更促使我(wo)们思考生命本身的(de)边界(jie)，以及(ji)人类在(zai)改(gai)造生(sheng)命这一终(zhong)极命(ming)题面(mian)前所扮演(yan)的(de)角(jiao)色。

现实的边(bian)界(jie)：动物DNA与人(ren)类DNA的深(shen)刻(ke)异(yi)同

当我(wo)们从(cong)奇幻(huan)的(de)兽人世界回(hui)归现实，将(jiang)目光(guang)投向动(dong)物DNA与(yu)人(ren)类DNA的比(bi)较，我(wo)们(men)会发现(xian)，尽(jin)管(guan)不(bu)存(cun)在(zai)“兽人(ren)”这(zhe)样(yang)的混(hun)合物(wu)种，但(dan)人类与(yu)动(dong)物之(zhi)间(jian)，也存(cun)在着令(ling)人惊(jing)叹的遗传(chuan)学(xue)联(lian)系与显著(zhu)的差异(yi)。这就像是在同(tong)一(yi)本(ben)庞(pang)大(da)的生命(ming)百科(ke)全书(shu)中(zhong)，寻(xun)找不同章(zhang)节之间(jian)的(de)相(xiang)似(shi)与不(bu)同之(zhi)处。

从(cong)宏观层面(mian)来(lai)看(kan)，我们(men)都属(shu)于地球生(sheng)命大(da)家族，这(zhe)意(yi)味着(zhe)我们拥有许多(duo)共同的(de)遗传基(ji)础。绝(jue)大多(duo)数生(sheng)物，包括(kuo)人(ren)类和(he)各(ge)种(zhong)动物，都(dou)使(shi)用(yong)一套相(xiang)同的(de)遗传密码——DNA。DNA的碱(jian)基对A、T、C、G，以(yi)及它们(men)组(zu)成(cheng)的(de)双(shuang)螺旋结(jie)构，是(shi)所(suo)有生(sheng)命的基石(shi)。这意味着，在基(ji)因(yin)的(de)“语言”上，我们与动(dong)物(wu)是(shi)相(xiang)通(tong)的(de)。

这使(shi)得(de)基(ji)因工(gong)程在一定程(cheng)度上成(cheng)为可能，我(wo)们可以(yi)将(jiang)某(mou)些(xie)动物(wu)的基因“移植(zhi)”到其(qi)他生(sheng)物(wu)体(ti)内，或反之(zhi)，以(yi)期获得(de)预(yu)期的(de)功能(neng)。例如，在医(yi)药领(ling)域，我(wo)们利(li)用大肠杆(gan)菌来(lai)生产(chan)人(ren)类(lei)胰岛(dao)素，就是因(yin)为细(xi)菌能够识(shi)别并(bing)表达(da)人类胰(yi)岛(dao)素的(de)基因(yin)。

当我(wo)们(men)将目光聚(ju)焦(jiao)于具体(ti)的(de)基因(yin)序(xu)列(lie)和(he)基因组(zu)结构(gou)时(shi)，差(cha)异便(bian)开始(shi)显现。人类(lei)拥有约(yue)2万(wan)至2.5万(wan)个基因，而(er)不同的动物(wu)，其基(ji)因(yin)数量(liang)和排列方(fang)式也大相(xiang)径庭(ting)。以(yi)我(wo)们(men)最(zui)亲(qin)近(jin)的“亲戚(qi)”——黑(hei)猩猩(xing)为例(li)，我(wo)们与它(ta)们的DNA相(xiang)似度高(gao)达(da)98.8%。这种(zhong)高度(du)的(de)相似性体现在基因序列的绝(jue)大部(bu)分(fen)，但剩(sheng)下(xia)的1.2%的(de)差(cha)异(yi)，却足(zu)以(yi)让我(wo)们和黑(hei)猩猩在生(sheng)理(li)、行(xing)为和认(ren)知(zhi)上(shang)产生巨(ju)大的差别(bie)。

这细(xi)微的(de)差(cha)异(yi)可能(neng)来自于基(ji)因的突变(bian)、基因(yin)拷贝数的(de)变化、或者重要的基(ji)因调(diao)控区域的(de)差异。

再(zai)往远了(le)看，与老鼠的DNA相似(shi)度(du)约(yue)有(you)85%，与(yu)猫(mao)的DNA相似(shi)度约有(you)90%，与牛的DNA相似度(du)约有(you)70%，而(er)与(yu)果(guo)蝇(ying)这(zhe)样(yang)的(de)昆(kun)虫(chong)，相(xiang)似度则(ze)降至约(yue)60%。这种相(xiang)似度的(de)递减，直观地反(fan)映(ying)了(le)物种演化(hua)历程(cheng)的(de)远(yuan)近。越(yue)是亲缘关(guan)系近的物(wu)种，其DNA越是(shi)相(xiang)似(shi)，反之亦然。

这(zhe)种(zhong)相似(shi)性不(bu)仅仅(jin)体(ti)现在基(ji)因的数量(liang)，更体(ti)现在基因的功(gong)能(neng)和保守(shou)性(xing)上(shang)。许多在生(sheng)命活(huo)动中至关重要(yao)的基因(yin)，比(bi)如与(yu)细(xi)胞(bao)呼(hu)吸、DNA复(fu)制(zhi)、蛋白质合成相(xiang)关(guan)的(de)基因，在不(bu)同物(wu)种之(zhi)间(jian)往(wang)往高度(du)保(bao)守，几(ji)乎没有(you)变化。

除(chu)了基因(yin)序(xu)列的(de)差异，染(ran)色(se)体的(de)数目(mu)和结(jie)构也(ye)是重要的(de)区别(bie)。人类(lei)有(you)23对染色(se)体，而果(guo)蝇只有(you)4对，老(lao)鼠有20对。染(ran)色体的(de)数量差异，以(yi)及(ji)染色(se)体内(nei)部基因的排列顺(shun)序，都决定(ding)了物(wu)种的独特(te)性。例(li)如(ru)，人类的第二号(hao)染色体，据信是(shi)由两段(duan)早期(qi)灵长类动(dong)物的染色体融(rong)合而成，这一事件在其他灵(ling)长(zhang)类(lei)动物(wu)中并未(wei)发生(sheng)，从(cong)而成为人类(lei)与(yu)其他物(wu)种的(de)重要(yao)分界(jie)线之(zhi)一。

更(geng)深层(ceng)次的差异(yi)，体现在基(ji)因(yin)的表达(da)调控(kong)机制(zhi)。即使(shi)拥有相似的基因，不(bu)同物(wu)种的(de)基因如何“说话(hua)”，何(he)时“说话(hua)”，以(yi)及(ji)“说”多久，这些都(dou)是由(you)复(fu)杂的调(diao)控(kong)网络决(jue)定(ding)的(de)。这些(xie)调(diao)控基(ji)因(yin)（如转(zhuan)录(lu)因(yin)子、miRNA等(deng)）的差异，能够导(dao)致(zhi)最终(zhong)的(de)蛋白(bai)质产(chan)物在数量(liang)、活性和(he)定位上(shang)的巨(ju)大(da)不(bu)同(tong)，从(cong)而塑(su)造(zao)出各(ge)自独特(te)的生理特(te)征。

例如，决(jue)定(ding)我(wo)们大(da)脑发(fa)育(yu)和(he)功能的高(gao)度复(fu)杂(za)的基因调控(kong)网络，与(yu)黑(hei)猩(xing)猩(xing)的(de)大脑发育调(diao)控网络存(cun)在细微(wei)但(dan)关(guan)键的差(cha)别，这也许是人(ren)类智慧的遗传(chuan)学根(gen)源(yuan)之(zhi)一。

非编(bian)码DNA，也(ye)就是那(na)些不直接(jie)编码(ma)蛋白质(zhi)的DNA区域(yu)，也扮演(yan)着(zhe)至(zhi)关(guan)重要的角色。这(zhe)些区域包含着(zhe)大量(liang)的调控(kong)元(yuan)件(jian)，对(dui)基因(yin)的(de)开启(qi)和关闭起着(zhe)“开关(guan)”的作(zuo)用。不(bu)同物(wu)种(zhong)的非编(bian)码DNA序列和结构(gou)差异，是导(dao)致(zhi)表(biao)型差(cha)异的(de)重要原因(yin)，也(ye)是当前(qian)基因组(zu)学(xue)研究(jiu)的热点之一。

总(zong)而(er)言之(zhi)，动(dong)物DNA与(yu)人类(lei)DNA的比较(jiao)，是(shi)一(yi)场(chang)在(zai)宏大生(sheng)命(ming)史诗(shi)中的细(xi)致(zhi)解读。我们(men)与(yu)动物(wu)共享着生(sheng)命(ming)的(de)基本(ben)语言(yan)和许(xu)多(duo)核心的(de)“词汇(hui)”（基因(yin)），这使(shi)得我(wo)们能从科(ke)学(xue)上理解(jie)和研(yan)究彼此(ci)。但正是(shi)那些(xie)细(xi)微的序列差异、染(ran)色体(ti)结构(gou)的不同、以及精(jing)妙(miao)的(de)基因(yin)调控(kong)网络(luo)，构筑了物种(zhong)之(zhi)间不(bu)可逾越的(de)壁垒(lei)，塑造(zao)了我们作(zuo)为人类所(suo)独有(you)的复杂性(xing)和多样性(xing)。

这(zhe)种(zhong)比较，不仅(jin)加深(shen)了我(wo)们对(dui)生(sheng)命(ming)演化(hua)的认识，也为理(li)解人类自(zi)身的(de)独特(te)性提供了(le)科学的(de)依据。

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图片来源：每经记者 钱天白 摄

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