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DNA指纹鉴定不仅给法医学带来了革命性的变化，也给其他各个领域带来了突破性的发展。1990年，它被用以确认约瑟夫·门格勒尸体的身份；它被用以鉴定莫妮卡·莱温斯基（Monica Lewinsky）裙子上的精液是否来自总统；它被用以破解托马斯·杰斐逊（Thomas Jefferson）的私生子疑案。它在亲子鉴定领域发扬光大，无论官方需求还是私下的鉴定都络绎不绝。1998年，一家名为基因识别（Identigene）的公司在美国各地的高速公路上放置了广告牌，上面写着：“孩子的亲生父亲到底是谁？请拨打1-800-DNA-TYPE。”他们每天接到300次要求做亲子鉴定的电话，这项检测费用为600美元，打电话的人既有试图要求“父亲”承担抚养孩子义务的单身母亲，也有那些心存怀疑的“父亲”，因为他们不确定孩子是否为自己亲生[1]。在超过2/3的案例中，DNA证据显示母亲说的是真话。亲子鉴定的利弊权衡，是争论的焦点：借助亲子鉴定，有的父亲发现妻子有外遇，颇受伤害；有的父亲发现自己的怀疑是站不住脚的，从而松了口气。不出所料，当首家DNA鉴定方面的私人公司在英国挂牌营业时，在媒体上引起了轩然大波，他们认为在英国，此类医学技术应该由国家掌控，而非个人。[9]
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基因指纹在亲子鉴定中的应用彻底改变了我们对于鸟叫声的理解。你有没有注意到，画眉、知更鸟和莺在春天与异性配对后要继续歌唱很长一段时间？这与传统观念里所认为的鸟类鸣叫的主要功能是吸引配偶，可是没有半点关系。20世纪80年代末，生物学家对鸟类进行了DNA鉴定，试图确定雄鸟与雏鸟的父子关系。令人吃惊的是，他们发现在那些“一夫一妻”制的鸟类里面，虽然一雄一雌忠诚地互帮互助以抚育后代，雌鸟却常常背地里与邻近的雄性交配。私通和不忠，远比人们预想的普遍得多（因为这些都是秘密进行的）。DNA指纹鉴定引发了一场研究热潮，诞生了一个丰硕的理论：精子竞争。这个理论可以解释一些有趣的现象，比如，虽然黑猩猩的体格只有大猩猩的1/4，但睾丸却是大猩猩的4倍。雄性大猩猩独占配偶，所以它们的精子没有竞争对手。而雄性黑猩猩们共享配偶，所以它们需要产生大量的精子、频繁地交配，以增加成为父亲的机会。这也解释了为什么雄鸟在婚后还叫得那么起劲，它们可是在伺机偷情呢。[10]
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[1] 目前亲子鉴定最常采用的遗传标记为短串联重复序列（STR），对从常规样本（血液）或特殊样本（指甲、羊水）获取的DNA进行STR分型判断父母与子女之间亲缘关系。此外，还可在孕期利用高通量测序技术对母体外周血中的游离DNA片段进行测序、生物信息分析，从中获得胎儿的遗传信息来确认亲子关系，目前国内多家企业，如BGI，可提供一站式的亲缘关系鉴定。——译者注
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基因组：生命之书23章 9号染色体 疾病
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恶疾需用猛药医。
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——盖伊·福克斯
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9号染色体上有个著名的基因，该基因决定了人的ABO血型。早在DNA指纹技术出现之前，血型就已作为呈堂证供。警察偶尔会很幸运地发现疑犯的血型与犯罪现场所发现的血迹正好匹配，因而仅靠血型鉴定便可轻松排除清白者。也就是说，血型不一致表明此人肯定不是凶手，但血型相同只能表明此人有可能是凶手。
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此逻辑并没有对加州最高法院产生太大影响。该法院于1946年裁定查理·卓别林（Charlie Chaplin）是孩子的父亲，即便血型的不匹配明确表明两者之间并无父子关系。不过那时的法官不懂科学。在亲子诉讼和谋杀案中，血型、基因指纹和手指指纹能为无辜者洗白罪责。在DNA指纹识别的时代，血型取证就显得没那么重要了。在输血的时候血型极其重要，这同样也是通过反证才得知的：输错血或会致命。血型可以使我们深入了解人类迁徙的历史，不过即使这一功用，也已近乎全被其他基因技术给取代掉了。因此，你或许会认为血型真没什么用，不过这么想就大错特错了。1990年以后，血型有了一个全新的用途：它使我们得以了解人类基因有何不同以及为何不同，是解开人类多样性奥秘的关键所在。
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ABO血型系统是首个同时也是最为人所熟知的血型系统。该系统最早发现于1900年，起初有三套容易相互混淆的命名：莫斯（Moss）命名法中的I型血与詹斯基（Jansky）命名法中的IV型血是一样的。发现问题后，大家逐渐理智起来，开始普遍使用血型发现者，维也纳人卡尔·兰德施泰纳（Karl Landsteiner）所采用的A、B、AB和O型血型命名法。兰德施泰纳形象地描述了输血错误所导致的惨剧：“血清对不同人类个体的红细胞有凝聚作用”，导致红细胞全都粘连在了一起。要知道血型之间的关系可不简单。A型血的人可以安全地向A型或AB型血的人供血；B型血的人可以向B型和AB型血的人供血；AB型血的人只能向拥有AB型血的人供血；O型血的人可以向任何血型的人供血。因此，O型被称为万能供血者。地理或种族原因不会令血型产生明显的分布差异。欧洲人大约有40%是O型血，40%是A型血，15%是B型血，5%是AB型血。除美洲外，其他各大洲的血型比例相似。美洲原住民几乎全都是O型，除了一些加拿大部落通常是A型，因纽特人往往是AB型或B型。
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直到20世纪20年代，ABO血型的遗传学才得以研究清楚。而直到1990年，才发现了ABO血型的相关基因。A和B是同一基因的“共显性”形式，O是该基因的“隐性”形式。这个基因位于9号染色体上的长臂末端附近，编码区总长为1062个字母，共分为6个短外显子和1个长外显子（“段落”），总共1.8万个字母，散布在染色体的多个“页面”上。它是被5个长的内含子打断的中等大小基因。该基因编码一种能够催化化学反应的蛋白质——半乳糖基转移酶。[1]
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在这1062个字母之中，A、B这两型的基因差别只有7个字母，且其中3个字母还是同义突变（即所编码的蛋白质链上的氨基酸序列没有差别）。产生差别的4个字母分别位于第523、700、793和800位。在A型血的人中，对应的这4个字母分别为C、G、C、G。在B型血的人中，这4个字母分别为G、A、A、C。除此之外，还有一些其他很是罕见的差别。比如，有少数人不仅有一些A型字母还有一些B型字母，此外有一种非常罕见的A型变异，在其基因近末端处缺失了一个字母。仅这4个小的字母差异就足以编码出不同的蛋白质，从而在输错血的时候引发免疫反应。[2]
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O型血与A型血相比，只有一个字母的差别，但不是换了一个字母，而是删掉了一个。在O型血的人中，第258位的字母G不见了，影响重大，会导致所谓的移码突变，其后果极为严重。试想如果弗朗西斯·克里克在1957年提出的无逗号遗传密码假说正确的话，那么就不会有移码突变了。遗传密码是以三个字母为单位进行读取的，并无标点符号。比方说，由三字词语所写出的英文句子可以读作：the fat cat sat top mat and big dog ran bit cat。我承认，这句不太有诗意，但确实也还不赖。若改掉一个字母的话仍不妨碍理解：the fat xat sat top mat and big dog ran bit cat。但是，如果把这个字母删除，然后将其余的以三个字母为一组念出来，整个句子会变得毫无意义：the fat ats att opm ata ndb igd ogr anb itc at。这就是O型血的人，其ABO基因所发生的情况。因为在靠近开头的地方少了一个字母，导致随后的信息变得全然不同了。因此产生了具有不同特性的蛋白质，使得正常的化学反应无法被催化。
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这种变化听起来很是严重，但实际的表现，其实并无什么异常。O型血的人在各行各业中都没有明显的劣势。他们并没有表现出癌症发病率高、运动能力差、音乐才能差等问题。即便在优生学最为盛行的时候，也不曾有政治家呼吁对O型血的人进行绝育。血型看不见摸不着，跟其他什么也都不搭界，这就是血型的非凡之处，使得它们不仅有用且能保持政治中立。
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这也正是有趣之处。如果血型看不见摸不着且是中性的，那么它们是如何演化到现在这种状态的呢？美洲原住民拥有O型血仅仅是偶然吗？乍一看，血型似乎是木村资生（Motoo Kimura）于1968年发表的中性理论（大多数遗传多样性是中性的，它的出现并非自然选择的结果）的一个活例。木村的理论是，突变被不断注入基因库但却未造成任何影响，并且通过遗传漂变（随机变化）又逐渐被清除。因此，没有适应意义的更替在不断发生。若100万年之后再回看地球，纯粹是由于中性的原因，大部分人类基因组都会与现在有所不同。
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一段时间以来，“中性理论者”和“自然选择论者”都在为各自的理论而感到担忧。当尘埃落定之后，木村拥有了大批的追随者。实际上，很多变异的影响似乎都是中性的。尤其是当科学家进一步研究蛋白质的变化，他们发现大多数变化并不会影响蛋白质化学反应的“活性位点”。他们研究得越深入，发现的这种现象越多。自寒武纪以来，有一种蛋白质在两种生物之间已经积累了250个遗传改变，但其中只有6个会产生影响。[3]
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然而现在我们知道，血型并不像看起来那样中性，这背后确实也是有原因的。自20世纪60年代初起，人们逐渐发现血型和腹泻之间存在着关联。A型血的孩子在其婴儿期更容易发生特定类型的腹泻，而其他血型的孩子却不会。B型血的孩子则容易发生另一些类型的腹泻……在20世纪80年代后期，人们发现O型血的人更容易感染霍乱，之后的数十项研究还揭示了更多的细节。除那些O型血的人更容易感染霍乱外，A、B和AB型的人在霍乱的易感性方面也有所不同。抵抗力最强的是AB型的人，其次是A，再次是B。所有这些人的抵抗力都比O型要高得多。AB型血的人这种抵抗力非常强，以至于他们实际上对霍乱是具有免疫力的。有一种说法，认为AB型血的人喝了加尔各答下水道的水也是没问题的。这是极不负责任的，毕竟，即使得不了霍乱，也还是有可能染上其他疾病的。但不得不承认，即便这些AB型的人接触了引起霍乱的霍乱弧菌，使得霍乱弧菌寄居在他们的肠道内，他们也不会腹泻。
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迄今为止，还没人知道针对这种最强的致死性疾病，AB基因型的保护机制是怎样的，但它给自然选择提出了极具挑战的问题。我们知道每条染色体都有两份拷贝，所以A型血的人基因型实际上是AA，也就是说，他们的两条9号染色体上都各有一个A基因，而B型血的人实际上是BB。设想一下，只有AA、BB和AB这三种血型的一群人。面对霍乱，A基因的抵抗力比B基因更强。因此，AA型比BB型会有更多的孩子幸存。根据自然选择，B基因应该会消失。但事实并非如此，因为AB型血的人生存率最高。因此，最健康的孩子会是AA型和BB型的后代，他们所有的孩子都将是最抗霍乱的AB型。但是，如果一个AB型与另一个AB型生育后代，他们将只有一半的孩子是AB型，其余的将是AA型和BB型，而最后一种是最易感染霍乱的类型。这真是一个命途多舛的世界，最优越的一代定会有一些易染病的后代。
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再想一下，如果一个镇上的每个人都是AA型，但是新来了一位BB型的人，会发生什么？如果她能抵挡霍乱并活到了适育年龄，她将有会有抗霍乱的AB型小孩。换句话说，稀有的基因型总是具有优势的，因此这两种类型都不会灭绝。毕竟，物以稀为贵。在生物领域，这被称为频率依赖选择，也是我们遗传多样性的主要原因之一。
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这也就解释了A型和B型之间的平衡。但是，如果O型血使人更容易感染霍乱，那为什么自然选择没有让突变的O型血消失？答案可能与另一种疾病——疟疾有关。O型血的人抵抗疟疾的能力似乎比其他血型的人略强，且看似更不容易罹患各种癌症。尽管O型血更容易感染霍乱，但O型血同时也有助于存活率的提高，单就这点便足以解释O型基因存在的必要性。这样，三种血型之间便达到了大致的平衡。
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在20世纪40年代末，一位肯尼亚裔的牛津大学研究生安东尼·阿利森（Anthony Allison）最早注意到疾病和突变之间的联系。他怀疑非洲一种称为镰状细胞性贫血症的发生可能与疟疾的流行有关。在无氧的情况下，镰状细胞突变会导致血细胞的镰变，这对那些携带有两份突变拷贝的人而言，通常是致命的，而对仅携带一个突变拷贝的人来说，只会造成轻微的伤害。但是，那些只有一个拷贝的人对疟疾有很强的抵抗能力。阿利森对居住在疟疾流行地区的非洲人的血液进行了检测，发现携带有这种突变的非洲人感染疟原虫的可能性也相对低很多。镰状细胞突变在疟疾长期流行的西非地区尤其常见，且在那些非裔美国人中也很是多见，而这些非裔美国人的祖先中，有些是被奴隶船从西非贩运过来的。可以说，如今的镰状细胞性贫血症是人类过去因对抗疟疾而付出的高昂代价。其他形式的贫血，例如地中海和东南亚多地常见的地中海贫血[1]，似乎对疟疾也具有类似的保护作用，这是由于疟疾也曾存在于这些地区。
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从某种意义上讲，血红蛋白基因的一个字母改变所引起的镰状细胞突变并非孤例。一位科学家认为，这只是疟疾遗传抗性的冰山一角。有多达12种基因，赋予了人类各式各样的抗疟疾，以及抗其他疾病的能力。至少有2个基因具备不同的结核病抗性，其中就包括与骨质疏松症易感程度有关的维生素D受体基因。牛津大学的阿德里安·希尔（Adrian Hill）[4]写道：“当然，我们不可否认的是，在不远的过去对结核病抗性的自然选择可能促进了骨质疏松症易感基因的流行。”
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与此同时，人们有一个新发现，即遗传性疾病囊性纤维化与传染性伤寒有着类似的关联。7号染色体上CFTR基因的一种突变类型会导致一种肺部和肠道的危险病变——囊性纤维化[2]，但是这种突变类型同时也会保护人体免受由伤寒杆菌引起的肠道疾病——伤寒的侵害。只有一个突变拷贝的人不会发生囊性纤维化，但是他们对伤寒引起的痢疾和发烧具有免疫力。需要正常类型的CFTR基因，伤寒才能侵入并感染细胞。因为突变体缺少了3个字母，人便不易感染伤寒。通过杀死具有该基因其他拷贝类型的人，伤寒对突变型施加了自然选择的压力，从而使其得以传播开来。但是，拥有两份拷贝的人能存活本身已是一件幸事，因而该基因的这种突变类型永远不会普及开来。就这样，由于疾病的原因，一种罕见而有害的基因便再次被保留了下来。[5]
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从遗传上讲，大约1/5的人无法将水溶性的ABO血型蛋白释放到唾液和其他体液中。这些“非分泌者”更容易罹患包括脑膜炎、酵母菌感染和复发性尿路感染在内的各类疾病，但是他们患上流感或感染呼吸道合胞病毒的可能性也较小。无论从哪方面来看，遗传变异似乎都与传染病有关。[6]
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