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因此，遗传地理学不只具有学术意义。泰-萨二氏病是在阿什肯纳兹犹太人中比较普遍的一种由基因突变所导致的疾病，我们已经在9号染色体那章讨论过。泰-萨二氏病携带者在某种程度上可以预防结核病，这反映了阿什肯纳兹犹太人的遗传地理状况。在过去几个世纪的大部分时间里，阿什肯纳兹犹太人都生活在拥挤的城市贫民窟，尤其容易遭受“白死病”（即结核病）的侵袭，难怪他们演化出了一些能够提供保护的基因，即便少数人要付出生命的代价。
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尽管针对13号染色体上的突变为何会使阿什肯纳兹犹太人易患乳腺癌这一问题，尚没有一个简单的解释，但很有可能的一点是，许多种族和民族的某些遗传特性，确有其存在的道理。换句话说，这个世上的遗传地理对于整合历史和史前史，既有指导意义，也有实际贡献。
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举两个简单明了的例子：酒精和奶制品。一个人能否消化大量酒精，在一定程度上取决于4号染色体上的那套能够产生大量乙醇脱氢酶的特殊基因[2]。大多数人确实能够通过此基因来提升酶产量，这可能是他们千辛万苦演化出的生化招数。也就是说，不具备这种基因的人过量饮酒就会致死或致残。这是一个很好的本领，因为发酵液相当干净且无菌，不含微生物。在进入农耕社会的头1000年里，各式各样的痢疾给人类社会带来了巨大的损失。我们西方人在前往热带地区时会口口相告：“不要喝那里的水。”在瓶装水发明之前，让饮用水安全的唯一方式是煮沸或发酵。直到18世纪，欧洲的富人因担心有死亡的危险，都还是只喝葡萄酒、啤酒、咖啡或茶，且此观念根深蒂固。
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但是，在觅食过程中，游牧民族既不会靠种植庄稼来进行发酵，也不需要无菌液。他们的生活环境人口密度低，自然水源足够洁净。因此，澳大利亚和北美土著居民特别容易醉酒也就不足为奇了。直到现在，那里有许多人仍不胜酒力。
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1号染色体上的一种基因（乳糖酶基因）也有类似的故事[3]。该酶是消化乳糖所必需的，牛奶中就含有丰富的乳糖。我们出生之时，消化系统便开启了此基因，但是对于大多数哺乳动物，当然也包括人类而言，在婴儿期之后此基因便关闭了。这是有道理的：奶是在婴儿期喝的，在那之后仍制造乳糖酶纯属是在浪费能量。但在几千年前，人类开始从家畜身上偷奶喝，因此便有了饮用奶制品的传统。这对婴儿来说没有问题，但是对于成年人而言，在没有乳糖酶的情况下，奶制品很难被消化。解决问题的一个方法是让细菌消化乳糖，将奶变成奶酪。奶酪的乳糖含量低，成人和儿童都容易消化。
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不过，有时负责关闭乳糖酶基因的控制基因会发生突变，使得乳糖酶在婴儿期结束时仍在不断产生。这种突变使得携带者终生都能饮用和消化奶制品。大多数西方人都已经有了这种突变，这对于玉米片和维他麦的制造商而言无疑是一大幸事。超过70%的西欧人后代在成年之后可以饮用奶制品，而在非洲、东亚、东南亚和大洋洲部分地区，这个比例还不到30%。这种变异的频率因人而异，因地而异，错综复杂，不禁让我们提出这么一个问题：人类最开始为何要饮用奶制品。
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这里有三个假说可供大家参考。第一种假说最好理解：人们开始喝奶，以从畜牧动物中得到方便而可持续的食物供应。第二种假说是人类需要补充额外的维生素D，而维生素D需要阳光才能合成。奶制品富含维生素D，因此日照较少地区的人通过喝奶便能补充维生素D。有此假设是因为观察到北欧人习惯于喝生奶，而地中海人喜欢吃奶酪。第三个假设认为，饮用奶制品或许源于缺水的干旱地区，从根本上说这是沙漠居民的额外水源。例如，撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠的贝都因人和图阿雷格人牧民均热衷于饮用奶制品。
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通过研究62种不同的文化，两位生物学家得以在这些理论之间做出总结。他们发现饮用奶制品的能力与高纬度、干旱区域等并没有必然的联系。这使得第二个和第三个假说就不那么站得住脚了。但是他们确实找到了证据，证明牧民的后代奶制品消化能力最强。中非的图西人，西非的富拉尼人，沙漠里的贝都因人、图阿雷格人和贝贾人，爱尔兰人，捷克人以及西班牙人，他们的唯一共性便是都有放牧牛羊的历史，是消化奶制品能力最强的一帮人。[4]
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有证据表明，这些人最先以放牧为生，后来适应性地发展出了消化奶制品的能力，并非因为发现自己具有消化奶制品基因而主动选择了放牧生活。这是一个重大发现，它提供了一个因文化变革而导致演化和生物学变化的鲜活例子——可以通过自发的、合乎自由意志的、有意识的行为来诱导基因发生变化。通过因地制宜的放牧牛羊，人类给自己施加了演化压力。听起来好像与那个长期以来一直制约演化论发展的拉马克主义论调如出一辙：一个铁匠终其一生锻炼出了强壮的手臂，所以他的孩子也会有强壮的手臂。事实上并非如此，然而这个例子说明了有意识的、由意志主导的行为可以如何改变物种，尤其是改变人类这个物种的演化压力。
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[1] 有趣的是，通过比较母系遗传的线粒体与父系遗传的Y染色体，遗传证据显示女性基因的迁移速度比男性要快得多——或高达8倍。这是站不住脚的，因为人类和其他类人猿一样，雌性通常会在交配时节离开原先的群体，或是被掳走了。
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[2] 每个人喝酒后的表现不同，与自身的酒精代谢能力有关。不同的基因型对酒精产生不同的敏感度和代谢反应。目前市面上主流的酒精代谢能力基因检测产品（如微醺等）可针对包括ADH2在内等3个基因、4个位点进行检测，评估与生俱来的酒精代谢能力。——译者注
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[3] 亚洲地区人群往往表现出乳糖不耐受，即一次性摄入过多乳糖却无法被完全消化，这是基因层面的遗传多态性，可通过少量多次摄入乳制品缓解。一些针对新生儿的个体特征基因检测产品（如安馨可®儿童基因检测）可提供相应的基因检测服务，科学指导儿童成长。——译者注
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基因组：生命之书23章 14号染色体 永生
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上帝藏掖命运之书秘而不宣，冷眼旁观此刻之欢。
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——《人论》（亚历山大·蒲柏）
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回头看来，基因组似乎是永生的。从最初的原基因到如今仍活跃于体内的基因，一脉相承。它在过去的40亿年间被复制了大约500亿次，但却从来不曾间断过，且在整个过程中没有出现任何致命的错误。然而理财师或许会说，过去稳定并不能保证未来也会一直如此。事实上，物竞天择的过程注定磨难重重，最终想要留下子嗣绝非易事。如果很容易的话，那么适应环境的物种就会丧失竞争优势。说起来，即便人类再延续100万年，今天我们之中的许多人也无法给100万年后的人提供任何基因。因为没有子嗣的那帮人，基因注定无法延续下去。如果人类不能延续下去（大多数物种只能存在约1000万年，并且大多数物种也不会产生后代物种。要知道我们人类已然存在了500万年，但依然没能衍生出新的物种），我们当今所有的人都将不会为未来贡献任何基因。然而，只要地球还以现在这样的形式存在着，某个地方的某些生物就将是未来物种的祖先，并且这一链条将世代传承，永远不会断绝。
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若基因是永生的，为何肉身无法永生？40亿年的持续复制并未让基因中的信息产生损耗，其中部分是因为信息是数字化的。不过，随着年龄的增长，人类的皮肤却会逐渐失去弹性。从受精卵到发育成形只需要经历不到50次的细胞分裂，而再有数百次细胞分裂就能得到完好无损的皮肤。有一个流传甚久的故事，讲的是一个国王为了奖励一位数学家，答应提供任何他所想要的东西。数学家要了一个棋盘，要求在棋盘的第1个方格里放1粒米，第2个方格放2粒米，第3个方格放4粒米，第4个方格放8粒米，依次类推。到了第64个方格，需要的是近两千亿亿粒米，这可是一个超乎想象的天文数字。人体亦是如此。受精卵分裂一次，然后分裂后的每个子细胞再分裂一次，依此类推，经过47次分裂后，机体已有超过1万亿个细胞。因为有些细胞早早地便停止了分裂，可有些细胞仍在继续分裂，因此很多组织须分裂50次以上才能形成，而且有一些组织终其一生都在不断地进行自我修复，因此这些细胞系在其漫长的一生中可能需要分裂几百次。这意味着它们的染色体已经被“复印”了数百次，所蕴含的信息按理说应该会变得模糊不清。然而，自生命诞生以来，人类所传承的基因被复制了500亿次，却依然明晰如初。那么，人体细胞的“复印”究竟有何特殊之处呢？
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部分答案就在14号染色体，一个名为TEP1的基因身上。TEP1的产物是一种蛋白质，它是端粒酶的组成部分，而端粒酶是一个非比寻常的小型生化机器。坦率地说，端粒酶的缺失导致衰老，端粒酶的增多会使某些细胞长生不老。
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故事始于DNA的共同发现者詹姆斯·沃森在1972年的一次偶然发现。沃森注意到，复制DNA的生化机器，即聚合酶，不能从DNA链的端点开始，而需要跳过文本前的几个“词”才能开始启动。因此，文本在每次复制时都会变短一些。试想一下，有着这么一台复印机，它可以完美地复制你的文本，但总是从每页的第二行开始，至倒数第二行才结束。对付这种令人抓狂的机器，最好是在每一页的开头和结尾都重复一行你不介意丢掉的废话。事实上染色体就是这么做的。每条染色体都是一个巨大的、超螺旋的、长达一英尺的DNA分子，所以除了每条染色体的两个末端之外，都可以被复制。在染色体的末端有一段重复的无义“文本”：TTAGGG，这个“词”一共重复了大约2000次。这种末端的无义片段被称为端粒。它的存在使得DNA复制机制能在不破坏任何有意义“文本”的情况下启动运行。就像鞋带末端的小塑料头可以防止鞋带散开那样，端粒可以保护染色体末端的有义文本不被磨损。
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但是每次染色体被复制的时候，端粒就会丢掉一小部分。经过几百次复制后，染色体的末端会缩短到有可能丢掉有意义的基因。在你的体内，端粒正以每年约31个“字母”的速度在缩短，而在某些组织中这个缩短速度会更快。这就是为什么细胞会衰老，且到了一定年纪之后还会停止生长。这也可能是身体衰老的原因所在。值得一提的是，对于这种说法，目前还存在着激烈的分歧。对于一个80岁的人来说，端粒的平均长度只有出生时的5/8。[1]
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卵细胞和精子细胞得以将基因完整的传递给下一代是因为有端粒酶的存在。端粒酶的作用是修复受损的染色体末端，重新延长端粒。卡罗尔·格雷德（Carol Greider）和伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth Blackburn）在1984年发现了端粒酶这种奇特的物质。端粒酶包含被用作修复端粒模板的RNA，其蛋白质组分与逆转录酶很是相似，而逆转录酶是使逆转录病毒和转座子在基因组中进行增殖的酶（参见第8号染色体那章的内容）。一些人认为它是所有逆转录病毒和转座子的祖先，是从RNA转录成DNA的始作俑者。另一些人则认为，因为它使用RNA作为模板，所以它是古RNA世界的残存者。[2]
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值得注意的是，在每个端粒中重复几千次的“短语”TTAGGG，在所有哺乳动物中都是完全相同的。事实上，这个“短语”在大多数动物，甚至是在原生动物之中（如引起昏睡病的锥虫，以及类似链孢霉的真菌），都是一样的。在植物中，这个短语的开头加了一个额外的T，于是就变成了TTTAGGG。这种相似性也未免太高了，不可能是巧合。端粒酶似乎从生命诞生之初就一直存在，并且所有后代都使用了几乎一样的RNA模板。然而，奇怪的是，纤毛虫这种靠纤毛推动自身前进，且整天忙碌不停的微生物，在端粒中却有着不同的重复短语，通常是TTTTGGGG或者TTGGGG。前面的章节介绍过，纤毛虫的遗传密码与其他常规的生物不同。越来越多的证据表明，纤毛虫是一种特殊的生物，不太适合归入到某个生命类群。我个人觉得，总有一天我们会发现，纤毛虫早在生命诞生之初便已出现，甚至出现在有细菌之前。实际上，它是Luca（所有生物的共同祖先）的后代，是活化石。但我承认这纯属猜测，且有点跑题了。[3]
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似乎有点讽刺的是，完整的端粒酶“机器”只是在纤毛虫体内分离了出来，而没能在人体内分离出来。我们目前还不确定人类端粒酶由哪些蛋白质组成，不过它可能与纤毛虫的端粒酶截然不同。一些怀疑论者将端粒酶称为“神秘的酶”，因为很难在人类细胞中找到它。在纤毛虫体内，维持纤毛虫功能的基因分装在成千上万条微小的染色体中，每条染色体上都有两个端粒，因而很容易发现端粒酶。但是，通过搜索小鼠DNA文库中与纤毛虫端粒酶相似的序列，一些加拿大科学家发现了一种与纤毛虫基因相似的小鼠基因，接着他们又很快便发现了一个与小鼠基因类似的人类基因。一个日本科学家团队将该基因定位到14号染色体，该基因产生一种蛋白质，暂被命名为端粒酶相关蛋白1或TEP1。然则，尽管这种蛋白质看起来是端粒酶的重要组成部分，但它似乎并不是真正进行逆转录来修复染色体末端的。目前发现，可能有一个更好的候选基因在发挥这种修复作用，不过截至本书完稿之时，它的遗传位置仍未确定。[4]
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