每经编辑｜陈交    

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基因的低(di)语：当(dang)兽人与人类(lei)的DNA相遇

想(xiang)象(xiang)一(yi)下，如果(guo)某一天，我(wo)们能(neng)够解码一(yi)个古(gu)老(lao)而神秘(mi)的物种——兽人——的(de)基因序列(lie)，并将(jiang)其与我(wo)们(men)最(zui)熟悉(xi)的(de)人类(lei)DNA进行(xing)细(xi)致的对(dui)比，那(na)将(jiang)是怎样(yang)一番(fan)震撼(han)的景(jing)象(xiang)？这不仅(jin)仅是(shi)一场(chang)冰(bing)冷的科(ke)学实验，更(geng)像是一(yi)次(ci)跨越(yue)物种(zhong)的(de)对(dui)话，一(yi)次对(dui)生(sheng)命(ming)本质(zhi)最(zui)深(shen)层次的追(zhui)问。我们人(ren)类，作为地(di)球上(shang)现存(cun)的智(zhi)慧(hui)生命，一(yi)直(zhi)以(yi)来都(dou)在好奇，除了我们(men)之外，是否(fou)还(hai)有(you)其他生命(ming)形(xing)式，它(ta)们(men)与(yu)我(wo)们有着(zhe)怎(zen)样(yang)的联(lian)系，又(you)源自何方？“兽(shou)人(ren)DNA与(yu)人(ren)类DNA对(dui)比研究”，正是(shi)这(zhe)样一(yi)个引人入(ru)胜的课(ke)题(ti)，它承(cheng)诺着揭(jie)开基(ji)因(yin)层(ceng)面的(de)秘(mi)密，指(zhi)引我(wo)们窥(kui)探物(wu)种起源(yuan)的(de)浩瀚宇宙。

我(wo)们需要(yao)理解，DNA，即(ji)脱氧(yang)核(he)糖(tang)核(he)酸(suan)，是我们(men)生命(ming)蓝图(tu)的(de)载(zai)体。它由四种碱(jian)基(ji)——腺(xian)嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞(bao)嘧啶（C）和(he)胸(xiong)腺嘧啶（T）——按(an)照特(te)定的(de)顺序排(pai)列(lie)组(zu)成。这看似简(jian)单的四种(zhong)字(zi)母(mu)，却(que)编织出了地(di)球(qiu)上(shang)数以(yi)百万(wan)计物(wu)种的独特(te)生命故事(shi)。当我们对比(bi)兽(shou)人DNA与人类DNA时(shi)，我(wo)们并非仅(jin)仅(jin)在(zai)寻找碱基(ji)序(xu)列上的(de)微小差(cha)异(yi)，而是在探寻驱(qu)动两(liang)种生(sheng)命形态形(xing)成和运作(zuo)的根(gen)本机制。

假(jia)设我们拥有(you)一(yi)份完(wan)整的兽(shou)人基因(yin)组图谱。我(wo)们会(hui)惊叹(tan)于它与人类基因(yin)组的(de)相(xiang)似之(zhi)处(chu)。毕竟，我(wo)们都(dou)属(shu)于生命(ming)这个(ge)庞大(da)的家(jia)族，许(xu)多(duo)基本的(de)生物学功能(neng)，比(bi)如细胞呼(hu)吸、能(neng)量代谢、DNA复制和(he)修复(fu)等，都依赖(lai)于(yu)高度保守的(de)基因(yin)。我(wo)们可以(yi)预见(jian)到(dao)，在(zai)兽人(ren)DNA中，会(hui)有(you)大量与(yu)人类(lei)DNA中(zhong)相(xiang)似(shi)的(de)基(ji)因(yin)，它们负(fu)责(ze)着维(wei)持(chi)生命(ming)最基础(chu)的生(sheng)理活(huo)动。

例(li)如，负(fu)责细胞骨架构(gou)建的肌动蛋白(bai)基因(yin)，或是参(can)与能(neng)量生产的(de)三羧酸(suan)循环(huan)相(xiang)关(guan)基因(yin)，这些“生命(ming)基石”很(hen)可能(neng)在两种(zhong)物种中都得到了精心(xin)的保留(liu)。

真正(zheng)令人兴奋(fen)和困(kun)惑的，将是(shi)那些显著(zhu)的差(cha)异。是什(shen)么让兽(shou)人(ren)拥(yong)有(you)非凡(fan)的(de)力量、敏(min)锐的感(gan)官，或是(shi)不(bu)同(tong)于(yu)人类的(de)社会结(jie)构和行为(wei)模式(shi)？这些(xie)特质(zhi)很可(ke)能源(yuan)自基(ji)因层(ceng)面的(de)独特编码(ma)。我(wo)们可(ke)以推测，在兽人基因组(zu)中(zhong)，存(cun)在(zai)一些特定的基(ji)因(yin)簇，它(ta)们在(zai)进化过程(cheng)中发生了特殊(shu)的复制、重(zhong)组(zu)或(huo)突变(bian)，从(cong)而产生了与(yu)人类(lei)截然(ran)不同(tong)的蛋(dan)白质。

例如，关(guan)于(yu)兽人(ren)的“力量”和“体魄(po)”，我们或许(xu)会在与肌肉(rou)生长、骨(gu)骼密(mi)度、能量储(chu)备相(xiang)关的基因(yin)上找到线(xian)索。可(ke)能存在一(yi)些调(diao)控肌(ji)纤维(wei)类型(xing)、肌纤(xian)维数量(liang)增(zeng)长因(yin)子，或是促(cu)进骨骼矿(kuang)物质(zhi)沉积(ji)的(de)基(ji)因，其(qi)表达水(shui)平或功(gong)能与人类(lei)有着(zhe)显著区别。这些(xie)基因的(de)微调，可(ke)能就(jiu)赋(fu)予(yu)了兽(shou)人超乎(hu)寻常的身体素(su)质(zhi)。

再者(zhe)，如(ru)果兽人拥有(you)异(yi)于人类的(de)感官，比如夜(ye)视能力、更(geng)灵(ling)敏的听(ting)觉或(huo)嗅(xiu)觉，那么(me)在负(fu)责视(shi)觉(jue)色(se)素、听觉(jue)受体、嗅(xiu)觉感受器的基(ji)因家族中(zhong)，我们(men)很可能发现它(ta)们发生(sheng)了(le)关键(jian)性的改(gai)变。这些(xie)基因(yin)的突(tu)变或(huo)变(bian)异，或许能够(gou)解释(shi)兽人(ren)如何感(gan)知和解(jie)读它(ta)们所(suo)处的世界(jie)。

更深层(ceng)次(ci)的，我(wo)们还(hai)需要关(guan)注那些(xie)调(diao)控基因(yin)表(biao)达的“开关”——启(qi)动子(zi)、增强子和(he)沉默(mo)子。即使两(liang)个(ge)物(wu)种拥有相(xiang)似的基因，但如(ru)果它们在(zai)不同(tong)的时间(jian)、不同的细胞(bao)类型、以不(bu)同的强(qiang)度(du)进行(xing)表达(da)，那(na)么(me)最终(zhong)产生(sheng)的(de)生物体也会截然(ran)不(bu)同(tong)。因此，对比(bi)兽(shou)人DNA与人(ren)类DNA的调控(kong)元件，将是理解(jie)它们(men)为(wei)何表现(xian)出如此差异的(de)关键(jian)。

也许，兽人(ren)的一(yi)些(xie)关(guan)键基(ji)因，在(zai)发育(yu)早期(qi)或(huo)特定生(sheng)理状(zhuang)态下，能够被激(ji)活到(dao)极高的水平，从而催(cui)生出独特的生(sheng)理(li)特征(zheng)。

非编码(ma)DNA，曾经(jing)被认为是(shi)“垃圾(ji)DNA”，如今(jin)已被(bei)证明在基因调控中(zhong)扮演(yan)着(zhe)至(zhi)关重(zhong)要的(de)角色(se)。长链(lian)非编(bian)码RNA（lncRNA）、微小RNA（miRNA）等，它们可以影响(xiang)基因的转(zhuan)录、翻译和蛋白质稳(wen)定(ding)性。在兽(shou)人DNA中(zhong)，这些(xie)非编(bian)码区(qu)域(yu)的(de)独特序列或结构(gou)，或许是(shi)它们(men)与人类分(fen)道(dao)扬镳，发展出(chu)独特(te)生(sheng)物学特(te)性的(de)重要(yao)原因。

对比研究的另(ling)一大重要意义(yi)在(zai)于(yu)，它(ta)能够为(wei)我(wo)们提供关于(yu)物种起(qi)源的全(quan)新视(shi)角。通过(guo)分(fen)析基因组的(de)差(cha)异(yi)，我(wo)们(men)可(ke)以推断(duan)出(chu)兽人与人(ren)类(lei)的(de)共同祖先(xian)可能是(shi)什(shen)么样(yang)子(zi)，以(yi)及(ji)它(ta)们是(shi)如(ru)何在漫长的(de)进化岁月(yue)中(zhong)，沿着(zhe)不同的(de)路径(jing)演化至今。是共同的祖先在(zai)一(yi)次大的(de)环(huan)境变迁后，分别适(shi)应(ying)了不(bu)同的(de)生态(tai)位？还(hai)是某(mou)个远(yuan)古的基(ji)因(yin)事件，导致了两个独(du)立分支的(de)出现(xian)？DNA中的“分子钟(zhong)”，即(ji)基(ji)因突变累积(ji)的速(su)度，可以(yi)帮(bang)助我(wo)们估算两(liang)个物(wu)种分(fen)化的(de)时间(jian)。

通过(guo)计(ji)算(suan)兽人DNA与人类DNA之(zhi)间的(de)遗(yi)传距离(li)，我(wo)们(men)可以绘制(zhi)出一(yi)幅(fu)宏大(da)的(de)生命(ming)进(jin)化图谱(pu)，其中兽(shou)人将是(shi)连接(jie)我(wo)们(men)与更古老生命(ming)形式(shi)的(de)一个重要(yao)节(jie)点(dian)。

总而(er)言之，兽(shou)人DNA与(yu)人类(lei)DNA的对(dui)比研究(jiu)，是一场(chang)对生(sheng)命(ming)最基本(ben)单位——基因——的深入探(tan)索。它(ta)不(bu)仅能够(gou)揭示两种截(jie)然(ran)不同的生(sheng)命形态(tai)是如何(he)由基因编码而(er)成(cheng)，更(geng)可能(neng)为我(wo)们理解生命的(de)起(qi)源、进(jin)化和多(duo)样(yang)性(xing)提供前所(suo)未(wei)有的洞(dong)见。这(zhe)是(shi)一(yi)项(xiang)充(chong)满挑(tiao)战但(dan)也(ye)极(ji)具回(hui)报的(de)科(ke)学征程(cheng)，它将带领(ling)我们(men)穿越(yue)基(ji)因(yin)的迷(mi)雾，触(chu)碰(peng)到(dao)生命(ming)最(zui)深(shen)处(chu)的奥秘(mi)。

基因(yin)差异的密(mi)码(ma)：破(po)解兽人与(yu)人类的(de)进化之(zhi)谜

当我们将(jiang)目(mu)光(guang)聚焦于(yu)兽人(ren)DNA与人(ren)类(lei)DNA的差异之处，一场关于(yu)生命进化密(mi)码(ma)的破译(yi)之(zhi)旅便正(zheng)式(shi)拉开了帷幕。这(zhe)些差(cha)异，如(ru)同散(san)落在(zai)基因(yin)组中的(de)点点星(xing)光，每一(yi)处都可能蕴(yun)含着一段(duan)不为人知的进(jin)化史，讲述着它们如(ru)何在漫长(zhang)的时(shi)间长(zhang)河中，各自选择了一(yi)条(tiao)独(du)特的(de)演化(hua)道路(lu)。

理解这(zhe)些(xie)基因差(cha)异(yi)，不仅能让(rang)我(wo)们更清(qing)晰地认(ren)识(shi)兽人(ren)与人(ren)类(lei)的(de)独特(te)之处，更能(neng)为我(wo)们(men)探(tan)索更广泛(fan)的(de)物种起(qi)源，甚(shen)至生命本(ben)身(shen)的(de)起源，提供(gong)至(zhi)关(guan)重要的线(xian)索。

从(cong)宏观层面来看(kan)，基因组(zu)的(de)大小(xiao)和结(jie)构(gou)是(shi)初步的差异体现。虽(sui)然(ran)我们(men)假设兽(shou)人和人类(lei)都拥(yong)有复杂的(de)基因组，但(dan)其总长度(du)、染色体数(shu)目、以及基因(yin)的排列(lie)方式可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)显著不同(tong)。基(ji)因(yin)组的膨(peng)胀或(huo)收(shou)缩，染色(se)体数的(de)增(zeng)减，都(dou)可(ke)能伴(ban)随(sui)着重(zhong)大(da)的(de)进(jin)化事件，比(bi)如基(ji)因的(de)大规(gui)模复制(zhi)、丢失、或融合(he)。

对比这(zhe)些宏观(guan)结构(gou)，我们可(ke)以(yi)初步(bu)判断(duan)两个物种(zhong)在进化过程中(zhong)所经历的(de)“重塑”程度。

深入(ru)到(dao)基因(yin)层面(mian)，最直观的差异体(ti)现在编码蛋白(bai)质的基(ji)因序列上。即使是功能(neng)相似(shi)的基(ji)因，其(qi)碱基配(pei)列(lie)也可(ke)能因长期的(de)独立进化(hua)而产生(sheng)变(bian)异。这些(xie)变异(yi)，可能(neng)导致蛋白质氨基酸(suan)序列(lie)的改变(bian)，进(jin)而(er)影(ying)响蛋白质(zhi)的结(jie)构和功(gong)能。例如(ru)，负责感知(zhi)环(huan)境信息的(de)受体(ti)蛋白，在(zai)兽(shou)人身上(shang)可能(neng)进化(hua)出了(le)对某些特定化(hua)学(xue)信(xin)号(hao)或(huo)物(wu)理(li)刺激更(geng)强(qiang)的敏(min)感性(xing)，而这些(xie)信(xin)号(hao)或(huo)刺激对人类(lei)而言则(ze)微(wei)不(bu)足道。

这或许(xu)可(ke)以解(jie)释(shi)兽(shou)人为(wei)何拥(yong)有我们难(nan)以想(xiang)象的(de)敏锐(rui)嗅(xiu)觉(jue)或触(chu)觉。

另一(yi)方面，基因家(jia)族的(de)扩张或(huo)收缩也可能(neng)是关(guan)键。基(ji)因家族(zu)是(shi)指由一个祖先(xian)基(ji)因(yin)经过复制(zhi)和变(bian)异而(er)形成(cheng)的一组(zu)相关基(ji)因。某(mou)些基因家族(zu)在兽人中的(de)显著(zhu)扩张(zhang)，可能(neng)意(yi)味(wei)着它们在(zai)兽(shou)人生命(ming)活(huo)动(dong)中扮演着更加重要(yao)的角色，或(huo)者在(zai)特(te)定进化压(ya)力(li)下得到(dao)了(le)加强。例如，如果(guo)兽人(ren)拥有(you)更强(qiang)大的免疫(yi)系统(tong)，我们(men)可(ke)能会发(fa)现它们在(zai)免疫(yi)相关(guan)基因(yin)家族(zu)，如Toll样受体（TLRs）或(huo)细(xi)胞(bao)因(yin)子家族方(fang)面(mian)，拥有比(bi)人类(lei)更多(duo)的(de)成(cheng)员或功能更(geng)强的(de)变(bian)体。

调控(kong)基因表(biao)达的非(fei)编(bian)码区(qu)域(yu)，如(ru)启(qi)动子(zi)、增(zeng)强(qiang)子(zi)，同样是差异的重要来源(yuan)。即使(shi)编码同一(yi)蛋白(bai)质(zhi)的基(ji)因(yin)在兽(shou)人(ren)和人类(lei)之间(jian)高度相似(shi)，但如果(guo)它们在(zai)不同的(de)时间(jian)、地(di)点(dian)或条件(jian)下被激(ji)活(huo)，所(suo)产(chan)生的(de)生(sheng)物学(xue)效(xiao)应将大相径庭。例如(ru)，一个(ge)与神经发(fa)育相(xiang)关的基因(yin)，在兽人中的增强子区(qu)域可能(neng)发生(sheng)了突变，导(dao)致该基因在(zai)特(te)定(ding)脑区(qu)的(de)表达水平(ping)远高(gao)于(yu)人(ren)类，从而(er)塑(su)造了(le)兽人独(du)特的认知能力或(huo)行(xing)为模式。

微(wei)小RNA（miRNA）和长(zhang)链(lian)非(fei)编码(ma)RNA（lncRNA）的(de)差(cha)异，也可(ke)能(neng)通(tong)过精细调控(kong)其他(ta)基因(yin)的(de)表达，从(cong)而累积造(zao)成(cheng)显著的表(biao)型差异(yi)。

更具(ju)革命(ming)性的(de)发现(xian)，或(huo)许(xu)来自于那(na)些(xie)在兽人(ren)DNA中(zhong)出现(xian)，但在人(ren)类DNA中(zhong)完(wan)全(quan)缺失(shi)，或是(shi)反(fan)之(zhi)的“新(xin)基因”。这(zhe)些新基(ji)因的出现，通(tong)常(chang)与(yu)大(da)规模的(de)基(ji)因复(fu)制事件(jian)，或(huo)是(shi)基因从(cong)其他物种“跳跃”而来(lai)（基因(yin)水(shui)平转(zhuan)移）有关。它们(men)可能(neng)是驱动某个物(wu)种独特适(shi)应(ying)性(xing)进化的(de)“特洛伊木马(ma)”，带(dai)来了全(quan)新的功能(neng)，从而(er)开启了完全(quan)不(bu)同的进化(hua)方向。

当然(ran)，基(ji)因差异(yi)的研究不仅仅(jin)是寻找“不同(tong)”，更(geng)是理解这(zhe)些(xie)差(cha)异的(de)“意义(yi)”。我们(men)需要借(jie)助生物(wu)信息(xi)学和计算(suan)生(sheng)物学的方(fang)法(fa)，对大(da)量(liang)的(de)基(ji)因(yin)组数(shu)据进(jin)行比(bi)对和(he)分(fen)析。通过(guo)比较(jiao)基(ji)因(yin)组中(zhong)的保守(shou)区域（表(biao)明功(gong)能重(zhong)要，不(bu)易(yi)变异）和(he)变异(yi)区域(yu)（可(ke)能与(yu)物(wu)种特异(yi)性特征(zheng)相关），我(wo)们(men)可以(yi)推断出(chu)哪些(xie)基(ji)因是维持两种生命(ming)形式共性(xing)的基(ji)础，而哪些(xie)基因又(you)是塑造(zao)它(ta)们独特(te)性的关键。

从(cong)物种起(qi)源的(de)角(jiao)度来看(kan)，兽人(ren)DNA与(yu)人类DNA的(de)对比，为(wei)我(wo)们提(ti)供了一张关于(yu)生命(ming)进(jin)化(hua)“家谱”的局部图景。通(tong)过分析(xi)基(ji)因组(zu)的(de)差异程(cheng)度，我(wo)们可以推(tui)断(duan)出(chu)兽人(ren)与人(ren)类的(de)最近(jin)共(gong)同祖先(xian)，以及它们大约在(zai)什么时(shi)间点(dian)上分化。这些信息(xi)，将有助(zhu)于我(wo)们(men)构(gou)建(jian)一个更(geng)加完整和精细(xi)的(de)进(jin)化树。

如果(guo)兽(shou)人的基(ji)因(yin)组中(zhong)存(cun)在一些我(wo)们尚(shang)未(wei)在(zai)任何(he)已知物(wu)种中发(fa)现(xian)的(de)“古(gu)老”基因(yin)，那可能意(yi)味(wei)着它们(men)在进(jin)化史(shi)中保(bao)留(liu)了更多(duo)来自远古(gu)祖先(xian)的特征，成(cheng)为了(le)研究(jiu)早(zao)期(qi)生命形式的(de)一(yi)扇窗(chuang)口。

反之，如(ru)果兽(shou)人(ren)DNA中(zhong)存(cun)在(zai)大量近期发生(sheng)的，高(gao)度特(te)异性的基(ji)因变异，那可能(neng)反映(ying)了(le)它们在(zai)相对较近的进化(hua)时(shi)期(qi)，为了适(shi)应某种特(te)殊的(de)生态环境或(huo)生活方式，而经历(li)了一(yi)场快(kuai)速(su)的适应性(xing)进化。这些(xie)快(kuai)速进(jin)化的(de)基因，将是(shi)理解(jie)物种如何应(ying)对(dui)环境(jing)变化(hua)，以及如(ru)何产生(sheng)生(sheng)物(wu)多样性的绝佳(jia)案例(li)。

更(geng)进(jin)一(yi)步(bu)，通过对比(bi)兽人DNA和人类DNA中与繁(fan)殖(zhi)、发育(yu)、以(yi)及(ji)社(she)会行(xing)为(wei)相关的(de)基因(yin)，我们可能会揭(jie)示(shi)出(chu)两种(zhong)生物(wu)在生命周期(qi)、繁衍(yan)策略，甚(shen)至社会(hui)组织形式上的根本差(cha)异。这(zhe)些(xie)差(cha)异，不(bu)仅仅(jin)是(shi)生理层(ceng)面的，更可能触(chu)及(ji)到(dao)它们如何(he)理解世界、如(ru)何与同(tong)类(lei)互动、以(yi)及如何(he)构建(jian)自(zi)身(shen)的(de)文(wen)明（如果(guo)它们有的(de)话）。

兽(shou)人(ren)DNA与人类DNA的基(ji)因(yin)差异研(yan)究，是(shi)一项(xiang)充满(man)挑(tiao)战(zhan)但(dan)又无比迷(mi)人(ren)的(de)科(ke)学探索。它(ta)如(ru)同解读(du)一本(ben)用碱(jian)基(ji)写(xie)就的(de)生命秘籍，每一(yi)处细微的差别(bie)都隐藏(cang)着进(jin)化的故事。通过(guo)对这些(xie)基因差异的深(shen)入(ru)剖(pou)析，我们不仅(jin)能(neng)够(gou)更(geng)深刻地理解兽(shou)人(ren)这一(yi)神(shen)秘(mi)物种的形成(cheng)机(ji)制(zhi)，更能为我们揭(jie)示物(wu)种(zhong)起源的(de)宏大(da)图景，理解生(sheng)命(ming)如何在地(di)球上不(bu)断(duan)演化(hua)、繁荣(rong)、并展(zhan)现出(chu)令(ling)人惊叹的多样(yang)性(xing)。

这(zhe)不(bu)仅(jin)仅(jin)是科学(xue)的(de)进步，更是(shi)对生命本(ben)身最(zui)深层次的致敬与追问。

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图片来源：每经记者 阿利伯克 摄

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