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从那时起，这种趋势就是一脉相承的。强大的大脑不能没有肉（今天的素食主义者只能通过吃豆类来避免蛋白质缺乏），分享食物可以吃到肉（因为这使捕猎失败的男性也能免费享用到），分享食物得有个强大的大脑（没有精密的计算存储能力，会很容易被吃白食的人欺骗），两性的分工推动了一夫一妻制（一对配偶就是一个经济实体），一夫一妻制导致更倾向于选择青春年少的配偶（年轻的配偶有更大的优势）。如此这般，周而复始，不断调整，螺旋上升，我们便成为今天的我们。我们用薄弱的证据建立了一个不够牢靠的科学假说，但是我们有理由相信，终有一天它将被证实。化石记录所告知的过往太过有限。骨头也不那么有用，提供的信息太少。但是遗传记录吐露了很多。自然选择就是基因改变其序列的过程，然而，在此变化的过程中，根据生物谱系，这些基因记录下了40亿年来的世事变迁。只要我们知道如何去解读，那么它将是比珍贵的比德（Bede）手稿更有价值的历史信息来源。换句话说，过去的记录已被刻入了我们的基因之中。
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正是这将近2%的基因组差异，述说了人类与黑猩猩在不同生活环境与社会环境中的演化故事。当一个典型的人类基因组和普通黑猩猩基因组被完整地转入到我们的电脑中，从背景噪音中提取出活跃基因，以及罗列出两者的区别时，我们将惊奇地看到：更新世时期的生存压力是怎样作用在这两个具有共同起源的物种上的。那些有关基本生化反应和身材相貌的基因是相同的，也许唯一不同的是那些有关调节生长和激素发育的基因。这些基因会以某种数字语言告诉人类胚胎，脚丫要长有平平的脚底、脚跟和大脚趾，而黑猩猩中对应的基因却告诉黑猩猩胚胎，脚掌要长得更为弯曲，脚跟要小，脚趾要长，以便抓握。
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很难想象这是怎么做到的。基因究竟是如何控制生长和形态的呢？在科学上仅能找到些许模糊线索，但基因在起着决定性作用，这一点是毋庸置疑的。除基因差异之外，人与黑猩猩之间几无二致。甚至那些强调人类文化环境，否认或怀疑人与人之间、人种与人种之间基因差异重要性的人，也同意人类与其他物种之间的主要不同在于基因。假设将黑猩猩细胞核注射入去核的人的卵子中，并将该卵子植入人的子宫，如果生下来的婴儿能够存活，并在人类家庭中养大，会长成什么样子呢？根本不需要去做这种极不道德的实验就可知道答案：长得像一只黑猩猩。尽管它一开始就有人类细胞质，用的是人类胎盘，被人类养大，但它长得一点都不像人。
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不妨用照相来做类比。想象一下，你给黑猩猩拍了张照片。若要冲洗，必须在规定时间内把底片放进显影液，但是不管你怎么费劲，都无法通过改变显影液的配方来洗出一张人的照片。基因好比底片，子宫好比显影液。正如底片需要浸入到显影液中进行冲洗才能出现影像那样，以数字化形式写入卵细胞基因的黑猩猩“配方”，也要有合适的环境（营养、水分、食物和照料）才能长大成人，尽管已经有了怎样成为一个黑猩猩的信息。
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同样的道理，在动物行为上就不一定对了。典型的黑猩猩的“硬件”可以放入其他物种的子宫里进行组装，但是安装“软件”可能会有些麻烦。一个被人类养大的幼年黑猩猩，会像被黑猩猩养大的人猿泰山那样，产生认知障碍。例如，人猿泰山无法学会说话，由人类养大的黑猩猩也无法掌握如何讨好上级、欺压下级，如何在树上做巢，如何用白蚁钓鱼。就行为而言，基因不足以决定行为，至少在猿类中是如此。
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但是基因是必需的。如果说线性数字化指令中的微小差异就可以导致人类与黑猩猩身上那2%的区别令人难以置信，那么想象一下，只需对同一条指令稍作变化便能精确地改变黑猩猩的行为，是不是更令人惊愕。我顺便提到了各种猿类（滥交的黑猩猩，一夫多妻的大猩猩，以及一夫一妻的人类）的交配体系。我之所以这样顺带一提，是为了假设每个物种都有一个比较典型的行为特征，从而进一步假设这些行为特征是部分受基因控制或影响的。A、T、C、G这四个字母所组成的基因，是如何决定动物是该拥有一个还是多个配偶的呢？我全然不知，不过毋庸置疑的是，基因使然。基因是动物形态和行为的根本所在。
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[1] 1码等于0.9144米。——编者注
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基因组：生命之书23章 3号染色体 历史
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我们已经发现了生命的奥秘。
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——弗朗西斯·克里克
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1953年2月28日
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1902年，年仅45岁的阿奇博尔德·加罗德（Archibald Garrod）已经是英国医疗体系的中流砥柱。他是著名教授阿尔弗雷德·巴林·加罗德爵士（Alfred Baring Garrod）的儿子，加罗德爵士关于痛风（一种典型的上流社会疾病）的研究论文被认为是医学研究史上的一次巨大成功。阿奇博尔德·加罗德自己也在医学领域颇有建树，并因为第一次世界大战期间在马耳他的医疗工作而被加封为爵士。而后他又获得了当时医疗领域的最高荣誉：继伟大的威廉·奥斯勒爵士（William Osier）之后，任牛津大学医学院钦定讲座教授（Regius Professor）[1]之职。
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你可能会把他想象成典型的爱德华七世时期的那种人：着装严肃乏味、言辞木讷迟钝、头脑死板僵硬、脾气暴躁、讲究礼节、严重阻碍着科学进步，如果这样想的话你就大错特错了。正是在1902年，阿奇博尔德·加罗德大胆地提出了一个猜想，这个猜想显示他的思想其实遥遥领先于他那个时代的人。他在不知不觉中就参与破解了有史以来最大的生物学谜团——什么是基因。事实上，他对基因的认识如此出色，以至于在他去世很长时间以后，才开始有人理解他所说的：基因是单一化学物质的配方。而且，加罗德认为他找到了其中一个。
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在伦敦的圣巴塞洛缪医院和大奧蒙德街（儿童医院）工作期间，加罗德无意中发现了一些患者患有一种罕见但不太严重的疾病——黑尿病。除了类似关节炎这种不舒服的症状外，他们的尿液和耳垢暴露在空气中后，会根据所吃的具体食物而变成微红色或漆黑色。1901年，其中一位小男孩患者的父母生下了他们的第5个孩子，结果也患有这种疾病。这让加罗德开始思考这种疾病是不是家族遗传的。他注意到这两个患儿的父母是表亲。所以他回去重新分析了其他的案例：4个家庭中有3个都属表亲结婚，且17例黑尿病患者中有8例互为二代表亲。但是这种疾病并不是简单地从父母传给孩子。大多数患者能够生育正常的子女，但在正常子女的后代中可能会再次出现这种疾病。幸运的是，加罗德了解最新的生物学理论。他的朋友威廉·贝特森（William Bateson），对于格雷戈尔·孟德尔（Gregor Mendel）的研究成果被重新发现而感到颇为激动，正在撰写著作以推广并捍卫孟德尔遗传学理论。所以，加罗德知道他所遇到的正是孟德尔所说的隐性遗传：一种携带性状。只有同时从父母双方那里都遗传到了这种特性，才会表现出来。加罗德甚至引用了孟德尔植物学理论中的术语，称这种人是“化学突变体”。
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加罗德从中获得了灵感。他认为，或许只有在父母双方同时将其遗传给子女时，才会出现这种疾病，究其原因，是因为这些人体内缺少了某种物质。加罗德不仅精通遗传学，而且对化学了解得也很透，他知道黑色的尿液和耳垢是由一种叫作尿黑酸的物质大量堆积所造成的。尿黑酸可能是人体化学反应的一个正常产物，但在大多数人体内，这种物质会被降解并排出体外。加罗德推测，尿黑酸在体内累积的原因可能是原本用来负责降解尿黑酸的催化剂没有起作用。他认为，这种催化剂一定是一种由蛋白质构成的酶，而且肯定是一种遗传物质（即我们现在所说的基因）的产物。在那些患者体内，该基因编码了一种有缺陷的酶；携带者并未受到影响，是因为从父母另一方那里遗传得来的正常基因可以进行补偿。
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于是，加罗德提出了“先天性代谢缺陷”这个大胆的假说，其中一个影响深远的假设是：基因的存在是为了产生化学催化剂，每个基因对应一种高度专业化的催化剂。也许基因就是制造蛋白质催化剂的机器。加罗德写道，“某种酶的缺失或故障，导致新陈代谢过程中某一步骤出现问题，进而导致了先天性代谢缺陷”。因为酶是由蛋白质构成的，它们无疑是“个体化学差异的载体”。加罗德的书出版于1909年，得到了广泛的好评。但是评论者们完全未抓住要领，他们认为加罗德只是在谈论罕见疾病，而没有意识到他谈的是对所有生命都适用的基础原理。加罗德的理论在被忽视了35年之后才得以重见天日。那时，遗传学领域中的新观点如雨后春笋般涌现，但加洛德已经去世10年了。[1]
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我们现在知道，基因的主要用途是存储制造蛋白质所需的配方。正是蛋白质完成了人体内几乎所有的化学、结构和调节功能：它们产生能量，抵抗感染，消化食物，形成毛发，转运氧气等。人体内的每一种蛋白质都是通过翻译基因的遗传密码而得来的。这句话反过来说就不完全正确了。因为有些基因，例如1号染色体的核糖体RNA基因，从不翻译蛋白质。但即使是这些基因，也会间接参与到其他蛋白质的制造过程。加罗德的猜想基本上是正确的：我们从父母那里遗传得来的是一套规模庞大的配方，用以制造蛋白质，以及制造蛋白质所需要的机器。除此之外，别无他物。
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与加罗德同时代的人可能无法理解他的观点，但起码给了加罗德应有的荣耀。加罗德站在了巨人肩膀上，但对于这个“巨人”格雷戈尔·孟德尔而言，却没有那么幸运了。孟德尔和加罗德的背景差异巨大。孟德尔的教名为约翰·孟德尔（Johann Mendel），1822年出生于摩拉维亚北部一个叫作海因策多夫（Heinzendorf，现改名为Hyncice）的小村庄。他的父亲，安东，是一个小佃农，通过为雇主工作来抵租。约翰16岁那年正就读于特罗保（Troppau）文法学校且成绩优异，但是父亲被一颗倒下的树砸伤，全家生计难以维持。安东把农场卖给了他的女婿，用以支付儿子继续上学以及后来在奥洛穆茨（Olmütz，现改名为Olomouc）大学的学费。但是生活仍然艰难，约翰需要一个更富有的赞助者，所以他成为奥古斯丁（Augustinian）会的一名会士，并取名格雷戈尔。他在布鲁恩（Brünn，现改名为Brno）的神学院里艰难地完成了学业，成为一名神父。他做了一段时间的教区神父，但并不成功。后又进入维也纳大学学习，试图成为一名科学教师，然而却没能通过考试。
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后来孟德尔又回到了布鲁恩，作为一个31岁的人，又无一技之长，就只好在修道院生活。他擅长数学和象棋，对数字敏感，性格开朗。他也是一个热情的园丁，从父亲那里学会了如何嫁接和培育果树。正是在这里，他扎根于乡间生活，获取民间知识，为他日后在遗传学领域的洞察力奠定了基础。当时，家畜和苹果育种者们对于颗粒遗传的原理已经有了模糊的认识，但是没有人进行过系统的研究。孟德尔在书中写道：“没有一个试验能够做到这样的程度——根据不同世代准确无疑地确定每一代里不同性状的数量，或确定它们之间的统计关系。”听到这里，想必大家都已经不禁开始打瞌睡了。
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于是，34岁的孟德尔神父在修道院的花园里开始了一系列针对豌豆的试验。试验持续了8年，种植了超过30 000多株不同的豌豆，仅在1860年一年就种了6000株，这一系列试验最终永远地改变了世界。后来，他自知完成了非常重要的工作，便把研究成果发表在了《布鲁恩自然科学研究学会会报》，所有顶级图书馆都收藏了这份期刊。但是，他的工作一直未能得到认可。随着孟德尔升任为布鲁恩修道院院长，他也逐渐失去了对园艺的兴趣，变成了一个和蔼、忙碌但却不是很虔诚的修道士（在他的文章中提到美食的次数，可是比提及上帝的次数还多）。他的晚年是在日益激烈和孤独的、反对政府向修道院征收新税的运动中度过的。孟德尔成为最后一个纳税的修道院院长。孟德尔晚年回首往事的时候，或许会认为他这一生最大的成就是让唱诗班学校的一个19岁天才少年莱奥什·雅那切克（Leos Janacek），成为布鲁恩唱诗班的指挥。
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在修道院的花园里，孟德尔一直在对不同品种的豌豆植株进行杂交。但这可不是业余园丁在玩票，而是一个大规模的、系统的、经过深思熟虑的科学试验。孟德尔选择了7对性状不同的豌豆品种进行杂交：圆粒种子对皱粒种子，绿色子叶对黄色子叶，饱满豆荚对皱缩豆荚，灰色种皮对白色种皮，绿色未成熟豆荚对黄色未成熟豆荚，腋生花对顶生花，高茎对矮茎。他前期尝试了多少次，我们不得而知。所有这些性状不仅是代代相传的，而且都是由单一基因决定的，所以他一定进行了初步研究并预判了结果，才选出了这7对性状。每一对杂交出来的后代都与亲本中的一方相同，而另一个亲本的性状似乎不见了。但事实并非如此。孟德尔让杂交后代自体受精，结果大约1/4的个体中又完全重现了消失的亲本性状。他数了又数，发现第二代豌豆共有19 959株，其中显性性状14 949株，隐性性状5010株，比例为2.98
:1。正如罗纳德·费希尔爵士（Sir Ronald Fisher）在20世纪所指出的那样，这一比例非常接近3，令人生疑。别忘了，孟德尔的数学很好，他在试验之前就很清楚这些豌豆遵循的是什么样的公式。[2]
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孟德尔像着了魔一样，他把试验对象从豌豆换成了吊钟花、玉米等其他植物，都得到了同样的结果。他知道自己在遗传学方面有了大发现：遗传特征不会混杂在一起。遗传的核心是一些坚硬、不可分割、量子化的微粒。遗传物质不像液体或血液那样可以进行融合，相反，它更像是很多小颗粒临时混杂在了一起。回想一下，这种现象其实一直是显而易见的，否则该怎么解释在一个家庭中会既有蓝眼睛的孩子又有棕眼睛的孩子呢？达尔文也多次暗示了这个问题，尽管他的理论是建立在遗传特性的融合性上。他在1857年给赫胥黎（Huxley）的信中写道：“我最近隐约想到，通过真正受精而完成的繁殖过程其实只不过是两个不同个体遗传物质的混合，而非真正的融合……除此之外，我想不出其他原因能够解释为什么后代与它们的祖先竟是如此之像。”[3]
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在这个问题上达尔文很是忐忑。他当时刚受到一位苏格兰工程学教授的猛烈抨击，这位教授有一个很奇怪的名字，弗莱明·詹金（Fleeming Jenkin）。他指出了一个简单却无懈可击的事实：自然选择和融合遗传是互相矛盾的。如果遗传物质均匀融合起来了，那么达尔文的理论就不太可能是正确的，因为每一个新的、有利的变化都可能会在融合过程中被其他因素给稀释掉。詹金用一个故事举例说明了他的观点：一个白人试图通过与黑人生育后代的方式去把岛上的人都变白，然而他的白人血统很快就被稀释到不值一提的地步了。达尔文内心知道詹金是对的，甚至连一向强势的托马斯·亨利·赫胥黎都被詹金的观点弄得哑口无言。但是达尔文也知道，他自己的理论也是正确的。他无法调和这两者，要是他读过孟德尔的文章就好了。
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