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无论是哪个数字，发现两个物种之间的差异如此之小，这对科学界来说仍是一个巨大的震撼。“人类和黑猩猩之间在分子结构的相似性是非比寻常的，因为二者在身体结构和生活方式上的差异，比其他（非常接近的）物种间的差异要大得多，”金和威尔逊这样写道。281984年，科学界掀起了一场更大的震动，耶鲁的查尔斯·西布利（Charles Sibley）和乔恩·阿尔奎斯特（Jon Ahlquist）在这一年里发现，相比大猩猩，黑猩猩的DNA结构和人类的更为相似。29这一刻，人类走下了神坛，其意义相当于哥白尼将地球归入太阳系以内，视其只是一颗普通行星而已。西布利和阿尔奎斯特将人类归入猿类家族，视其为另一种猿。过去我们以为，人类那独特的猿系族谱关系可追溯到1600万年以前，如今我们不得不承认，在不超过500万年前，我们和猿类还共享同一祖先，而且人类还是这个物种最新近的类别。我们和黑猩猩共同的祖先，生活在其与大猩猩共同的祖先之后，又生活在这三个物种的祖先与红毛猩猩共同的祖先更后。尽管这非常难以置信，但黑猩猩与人类的亲缘关系，的确比它们和大猩猩的要更近。（即使布里顿对精确数值重新分析，也改变不了这一结论）非洲猿类的结构和化石记录未能表明这种可能性。人类并不是凭空出现的。
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时间渐渐冲淡了人们的惊讶，但更多的震撼即将来临。分析人类和黑猩猩的DNA结构，也许可以一劳永逸地界定二者之间的差异。在我写这本书时，黑猩猩的基因组尚未能完全解读。即使现在可以了，证实哪些差异才是至关重要的，这一点仍很棘手。人类基因组大约包含30亿个“遗传密码”字母。严格来说，这些是一个DNA分子的化学碱基，而且是它们的排列顺序而非个体特性决定了产生什么，因此它们可以被当作数字信息来对待。它们在两个人体内的差异平均约为总数的0.1%，这就是说我和邻居大约有300万个不同的DNA字母。人与黑猩猩之间的差异是人与人之间的15倍，也就是总数的1.5%。这相当于4500万个不同的DNA字母，这个数字是《圣经》里字母总数的10倍，或是本书（英文版）篇幅的75倍。这样算的话，我们这两个物种之间以数字化表达基因差异构成的书，如果不加以注解，可以排满11英尺[1]长的书架。（与之相比，相似性构成的书排在书架里，那书架则可以延伸至250码[2]。）
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让我们换个角度来看。目前科学家们承认，人类大约有3万个基因。这就是说，3万个不同的数字DNA分子片段散布在人类基因组里，它们被转化为蛋白质，以构成和维持我们的身体机能，每个基因都用于维持蛋白质分子的合成。黑猩猩也有着几乎同样数目的基因。3万的1.5%是450，由此可以得出，我们和黑猩猩有着450个不同的基因。这个数字并不大，如果通过计算，人体和黑猩猩体内的29550个基因都是相同的，事实上这完全不可能。更合理的解释是，人类体内的每一个基因和黑猩猩的都不同，但综合其底本来看，二者只有1.5%的差异。真相界于两种说法之间。在极其接近的物种之间，它们会有一些完全相同的基因，也会有一些有细微差异的基因，还有少数完全不同的基因。
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最明显的差异是，所有猿类比人类多一对染色体。原因不难发现：在过去的某个时间点，两条中等大小的猿类染色体在人类祖先体内融为一体，形成了一条大的染色体，现称为2号染色体。这是一次不可思议的重组，让我们几乎可以确定，即使人类和黑猩猩的杂交后代可以存活，也不会有生育能力。因而，进化论者微妙地称之为，两个物种在过去的“生殖隔离”。
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但是，染色体的重组并不绝对说明了基因文本中某个点的差异。尽管黑猩猩的基因组有很大一部分仍属未知领域，但我们已经知道人类和黑猩猩（或其他猿类）有很重大的基因差异。例如，人类有A、B、O三种血型基因，黑猩猩只有A型和O型，大猩猩只有B型。同样，APOE基因在人体内有三种普通变体，但在黑猩猩体内只有一种——这个与人类所患的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease）最为密切相关。相比于其他猿类，人类甲状腺激素的分泌活动也表现出很大的差异。我们还不知道这一点说明了什么。自2500万年前猿类和猴子的进化分离开以后，猿类的16号染色体发生了好几次复制变异。每一组所谓的“墨菲斯”（morpheus）基因在人体内都逐一突变趋异，与其他猿类的对等基因相比，其变异速度更快——按正常速度来算已演变了20次。其中的一些“墨菲斯”基因被称为是人类独一无二的基因。但是这些基因到底发挥什么作用，为什么它们在猿类中演化分离得如此之快，这些仍是未解的难题。30
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大多数的差异在人与人之间也是可变的，这种情况并非为人类所独有。然而，20世纪90年代中期，第一批人身上普遍存在却未见于猿类的人类独有的遗传特征得以发现。许多年前，圣地亚哥的医学教授阿吉特·瓦尔基（Ajit Varki）对一种人类特殊的过敏症颇为好奇和感兴趣。人类会对一种特殊的糖（即一种唾液酸）过敏，该糖会黏附动物血清蛋白。人体的这种免疫反应在一定程度上解释了，人们用马的血清制作蛇毒解毒剂，但常常会有一部分人对此严重过敏。我们人类不能忍受这种称为“Gc”的唾液酸，因为我们体内没有这种物质。瓦尔基和伊莱恩·马奇莫尔（Elaine Muchmore）很快发现了其中的原因，他们第一次注意到，和人类不同，黑猩猩和其他类人猿类体中含有Gc。人体内之所以没有产生Gc唾液酸，是因为体内缺乏一种将Ac转化为Gc的酶。没有这种酶，人类便无法给Ac唾液酸加入一个氧原子。人类缺乏这种酶，可所有的猿类都有。我要重申，这是人类和猿类第一个普遍意义上真正的生化差异。在这个千年之末，我们由宇宙的中心和上帝的宠儿忽然降格为一种猿类，瓦尔基似乎在说，我们和猿类的差别只在于糖分子结构中一个小小的原子，而且是人类漏掉了这个原子！这个掌控灵魂的基因座可真是没什么前途。
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到了1998年，瓦尔基知道了我们为什么会这样特殊：一个由92个字母组成的序列，从人类6号染色体的CMAH基因上消失了，这个基因正是制造Gc所需的酶。之后他发现了这个序列是如何消失的。这个基因的正中间有一个Alu序列，这是一组会侵入人体基因组的“跳跃基因”。猿猴体内也有一个稍微有些差别的古老的Alu序列，但是人体内的这个Alu序列已知是人类所独有的。31因此，在人类和猿类展开进化分离一段时间以后，Alu序列表现不凡，它跳入CMAH基因，与较老的Alu序列交换了位置，偶然之中抹去了那个92个字母的序列，成为现在的这个样子。（如果这听起来像是费解的遗传学语言，那么你可以这么想：一个电脑病毒毁了你的一个文档。）
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起初，科学界对瓦尔基的发现呵欠连天，提不起兴致。那又怎样呢？你只不过发现了一个基因在人体内降格了，在猿猴体内却没有，这有什么大不了的。但是，瓦尔基没有那么轻易沮丧，至今他仍然对人类和猿类之间差异的主题深感兴趣。他的第一个任务便是要精确指出基因发生突变的具体时间。DNA不能从人类祖先的古化石中得以还原，但唾液酸可以。他发现尼安德特人（Neanderthals）和我们一样，体内有Ac，却没有Gc；但是一些更老的化石（出自爪哇和肯尼亚）来自有着温暖气候的地域，可以发现他们的唾液酸有着较大程度的退化。然而，通过统计死者体内CMAH基因的数目变化，并运用分子钟分析，他的同事高田友纪（Yuki Takahata）已经能够估计出，这个突变大约在250万年前或300万年前在某个人体内发生，这个人是如今所有活着的人的祖先之一。
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瓦尔基接着探索突变还可能导致其他哪些结果。大多数动物，即使是海胆，体内都有这个基因在起作用。但如果将老鼠胚胎里的这个基因“关闭”，它长大后也会很健康并具有生殖能力。唾液酸是细胞外部的一种糖，就像是细胞表层生长出的一种花儿。它是会引发感染的病原体，包括肉毒中毒、疟疾、流感和霍乱等病毒攻击的首批目标之一。一般来说，缺乏某种唾液酸，会让我们多多少少比猿类更容易受到病毒侵害。（细胞表层的糖是免疫系统的第一道防线）可有趣的是，Gc这种唾液酸几乎可发现于哺乳动物身体的各个部分，但除了大脑。瓦尔基所说的这种基因在哺乳动物大脑中处于闭合状态。哺乳动物的大脑若要正常运作，就得关闭这个基因，这一定有某些原因。瓦尔基像得到缪斯的启示一样，他灵感一现，推测也许200万年前，人类大脑加快扩容，有可能正是因为人类在进化中多走了一步，将体内的这个基因全部关闭。他承认这是一个疯狂的想法，因为对此他并无证据；他正在探索一片全新的疆土。有意思的是，这以后，他还发现了另一个有关处理唾液酸的基因也在人类身体中关闭。32
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即使是像这样限于小范围的研究，也会带来一些现实的影响。它强有力地证明了我们必须摒弃异种移植的想法，即将动物器官移植入人体，那么人体对Gc的过敏反应是不可避免的。既然你可以在人体组织内找到这种唾液酸的痕迹，那这些唾液酸估计应该源于动物食品。近来，瓦尔基一直在喝稀释过的唾液酸，来测试自己的身体会如何应付它。他怀疑，一些由于吃红肉而引起的疾病，可能与要处理动物体内的糖相关。但是瓦尔基也第一个承认，人类和猿类的巨大差异，不能简化为一种糖分子的差异。
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我们和其他哺乳动物动物有着大致相同的一套基因，但是却有了不同的演化。这是如何达成的呢？如果两套近似的基因能够形成差异如此之大的两种动物，如人类和黑猩猩，那么显而易见，差异一定源于别处而非基因。我们一直生长在先天-后天这样的两分之中，发生在我们身上的显著变化归于后天。那么，我们可以做一个效果明显的实验。将人类的一颗受精卵植入猿猴的子宫里，再反向做一次。如果后天起决定性作用的话，那么人会生出人来吗？猿猴会生出猿猴来吗？有谁愿意一试吗？
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类似的实验已经做过，不过不是用猿类。动物园里，人们常把一些雌性动物的子宫借以孕育其他动物的胎儿，当然这是出于保护动物。结果，最乐观地来看，这样生育出的动物也是混杂的。家牛肚子里生育出的印度野牛和爪哇野牛，出生后会很快死亡。还有其他一些相似的失败例子，比如绵羊怀胎育出的欧洲盘羊，羚羊怀胎育出的紫羚羊，家猫怀胎育出的印度沙漠猫和非洲野猫，以及家马怀胎育出的格兰特氏斑马。这些失败的实验表明，代孕母亲一定不能顺利生产出黑猩猩胎儿。但是，他们至少证明了，在这些例子中，出生的胎儿更像它们生物意义上的父母，而非代生父母。这些实验原本是想通过在家养动物子宫里大量繁殖稀有的物种，从而挽救珍稀动物。33
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这是一个显而易见的结果，实验似乎没有什么意义。我们都知道，将驴子的胚胎移植进马的肚子里，生出来的会是骡子。（驴子和马在基因上的相似性，比人与黑猩猩之间的相似性更强。）类似于两种猿类之间的差异，马也比驴子多一对染色体。染色体数目的不相配说明了为什么骡子没有生殖能力，这也暗示如果男人与一只雌黑猩猩交配，生出的婴儿即使可以存活，也会成为一个没有生育能力的猿人，但倒是有很大的杂种优势。有传言说20世纪50年代里曾有人做过这个实验，但似乎不会有人真的去尝试这个虽简单却不合伦理的实验。
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因此，这个难题变得愈加难解。基因，而非子宫，决定了物种。但是，即便人类和黑猩猩有着大致相同的一套基因，二者的外形却相差甚远。一套基因如何演化为两个物种？我们的大脑如何发展为黑猩猩大脑的3倍，而且可以学习说话，其他动物却又没有额外的一套基因来实现这一切呢？
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启闭开关
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我忍不住要做一个文学上的类比。查尔斯·狄更斯（Charles Dickens）在《大卫·科波菲尔》（David Copperfield）中开篇写道，“让人们明白本书的主人公是我而不是别人，这是本书必须做到的。”J.D.塞林格（J.D.Salinger）的《麦田的守望者》（The Catcher in the Rye）中第一句是，“你要是真想听我说，你想要知道的第一件事可能是我在什么地方出生，我倒霉的童年是怎样渡过的，我父母在生我之前干些什么，以及诸如此类的大卫·科波菲尔式废话，可我无意告诉你这一切。”在两本书接下来的内容里，极为相似的一点是，两位作家用了同样的几千个单词。当然，塞林格使用的一些单词并没有在狄更斯的书里出现，例如电梯或废话；狄更斯也用了一些塞林格没有使用的单词，例如胎膜和易怒。但相比他们共同使用过的单词，这些只是寥寥可数。可能两本书中至少90%的词是相同的，但它俩是完全不同的两本书。这个差异并不是取决于是否使用同一系列单词，而是取决于这一系列单词的组合和顺序。同样，人类和黑猩猩的差异，并不是源于不同的基因，而是源于同样的3万个基因以不同的顺序和模式排列。
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我说这些的时候信心百倍，这源于一个重要的原因。当科学家们首次揭开动物基因组的真相时，他们最感震惊的是，在有着不同野生习性的动物中，有几套相同的基因。20世纪80年代早期，研究蝇类的遗传专家兴奋地发现，数目不多的一组同源基因（hox genes）决定了蝇类早期发育阶段的身体结构——大致决定了头的位置、腿的位置和翅膀的位置，等等。但是他们也不清楚接下来究竟会发生什么。研究老鼠的同行们发现，老鼠体内也有这套同样顺序的同源基因，并起着同样的作用。如同决定蝇类翅膀的位置，这套基因也决定了老鼠肋骨的位置（而非生长方式），这说明你甚至可以将这类基因在不同物种之间互换。生物学家们对此毫无准备，大感震惊。这实际上说明，所有动物的身体结构规划，早在6亿年以前就由早已灭绝的祖先体内的基因组确定了，自那以后便一直遗传至后代体内。（包括你在内）
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同源基因用于形成“转录因子”蛋白，它们的功能就是“打开”其他基因。一个转录因子是这样运作的，它将自身结合在DNA的一个特定区域里，即启动子。34在蝇类和人类这样的生物中（除了细菌这类），启动子区域包括5个分散的DNA片段，通常位于基因的上游，偶尔位于基因下游。每一组这样的基因序列都会吸附一个不同的转录因子，后者再来启动（或阻碍）该基因的转录。在转录因子结合如启动子区域后，大多数基因才能被激活。每一个转录因子都是基因组里其他位置的另一个基因的产物。许多基因的功能就在于帮助打开或闭合其他基因。而且，一个基因是否易于开启或闭合，取决于这个启动子的敏感度。如果该启动子已经转换或改变了序列，那转录因子就会更容易发现启动子，该基因就会更加活跃。或者，如果这种转换让启动子吸附了起阻碍作用的转录因子，而非促进转录的因子，这个基因就不会那么活跃。
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启动子的细微变化会给基因表达带来微妙的影响。相比于开关，启动子更像是自动启闭装置。科学家们期待能在启动子中发现人类和动物最明显的演化改变，是如何与细菌演变形成鲜明对比的。例如，老鼠的脖子短、身体长；鸡则脖子长、身体短。如果统计老鼠和鸡的颈椎和胸椎，你会发现，老鼠有7根颈椎和13根胸椎；鸡则有14根颈椎和7根胸椎。这个差别就在于黏附在一种同源基因上的某个启动子。这个基因称为Hoxc8，鸡和老鼠体内都有，它负责开启其他决定发育细节的基因。这个启动子是DNA中一段200个字母的字符串，在两个物种中有少量字母是不同的。事实上，哪怕只有两个字母不同，也足以造成两个物种之间的全部差异。该启动子稍微推迟了鸡胚胎发育过程中Hoxc8基因的表达。在鸡的胚胎里，基因在更加有限的脊柱部分得以表达，因此鸡的胸椎比老鼠的要短。35在蟒蛇体内，Hoxc8基因刚好从头部得以表达，然后在身体其他部位继续表现。因而，蟒蛇的胸椎最长——它的全身都有肋骨。36
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基因系统的奇妙之处在于，只要一个基因边上有一组不同的启动子，它就会在身体的不同部位在不同时间里反复得以运用。例如，果蝇体内的“夏娃”基因，其功能是在发育过程中开启其他基因，它本身在果蝇存活的一生里也被开启至少10次。有8个不同的启动子黏附它，其中3个位于基因上游，另外5个位于下游。每个启动子需要吸附10~15个蛋白质，以开启夏娃基因表达。这些启动子囊括了DNA中成千上万个化学字母。不同的动物体内，有不同的启动子开启这个基因。这顺带造成了一个难以启齿的事实，植物中的基因多于动物体内的基因。植物并不是通过黏附新的启动子来重新利用同一个基因，而是复制整个基因，并在复制版的基因中改变启动子。幸亏有了启动子，人体内的3万个基因可以在发育过程中的不同情境里至少分别得到两次使用。37
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即使动物身体结构形成过程中想要出现重大转变，也根本不需要出现新的基因，就如同创作一本书无须发明新的字母一样。（除非你是乔伊斯）你只需以不同的模式开启或关闭已有的基因。我们忽然意识到，这样的机制可以将很小的基因差异发展为或大或小的演化改变。你仅仅需要调整启动子的序列，或增添一个启动子，就可以改变基因表达。而且如果这个基因控制一个转录因子的编码，那么该基因表达又会影响其他的基因表达。启动子中的一个微小变化会引起生物体的一连串差异。无须改变基因，这些变化也许就足以创造出一个全新的物种。38
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从某种意义上说，这有些令人沮丧。这说明，在科学家们知道如何在庞大的基因组库里找到这些基因启动子之前，他们无法弄清楚黑猩猩和人类的基因谱有哪些不同。基因本身传达的信息很少，人类出现这些独一无二特性的原因仍和以前一样神秘。但在另一种意义上，这也有些令人振奋。它比之前更清晰有力地提醒了我们，身体不是被造出来的，而是生长出来的。基因组不是构造身体的一幅蓝图，而是像慢慢烹饪出身体这盘佳肴的菜谱。鸡的胚胎在Hoxc8酱汁中浸泡的时间，要短于老鼠胚胎的浸泡时间。我将会在书中常常用到类似的比喻，这可以很好地解释为何先天后天没有相互对立，而是共同起作用。
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就像同源基因表现出的那样，DNA的启动子在第四维度表达自己：时间即是一切。黑猩猩的脑袋和人的不同，并不是因为构建二者的蓝图不同，而是因为黑猩猩长下颌的时间比人长，长头盖骨的时间比人短。差异完全在于时间的长短。
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将狼驯化成狗的过程也体现了启动子的作用。20世纪60年代，遗传学家德米特里·别里亚耶夫（Dmitri Belyaev）在西伯利亚地区的新西伯利亚市附近经营一个很大的毛皮动物农场。他决定培育较为温顺的狐狸品种，因为无论农场里的这些狐狸被照料得多好，也无论它们已被圈养了多少代，它们都是胆小、害羞且神经质的动物。（想必这是有原因的）因此，别里亚耶夫开始挑选一些不排斥和人相对近距离接触的种狐。经过25代以后，他的确培育出了一些更为温顺的狐狸，它们愿意自发地接近他，而不是跑开。但这种狐狸不仅在行为上和狗相似，看起来也和狗差不多。它们的皮毛是杂色的，像柯利牧羊犬；尾巴在尾部上卷；雌性一年发情两次；耳朵松弛下垂；鼻部比野狐的稍短，头部也比野狐的稍小。令人惊奇的是，别里亚耶夫偶然间获得的温顺狐狸的特征，和最初的狼类驯化者所掌握的一样。那些驯化后的狼可能原本就属于狼的某个品种，它们即便遭到了侵扰，也不会立即从古人类的垃圾堆边跑开。这说明，某些启动子发生变化，影响了不止一类动物。显而易见，这两个例子中，动物发育中的时间安排被改变了，因此成年动物保留了幼年时期的许多特征和习性：松软下垂的耳部、短小的鼻部、更小的颅骨，以及爱嬉闹的行为。39
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以上的例子还表现，年幼的动物未显示出害怕或攻击的性格，这些特性主要在大脑底部的边缘系统中发育得最晚。因此，若想让动物进化为一个友好或温顺的品种，最有可能的方式就是提早停止其大脑发育。因此，它们有着更小的头脑，以及较小的13区，这是边缘系统中更晚发育的部分，它的功能是促进产生成年动物的一些情感反应，诸如恐惧、攻击性等。有趣的是，200多万年以前，自从倭黑猩猩和黑猩猩展开进化分离以后，类似的驯化一直发生在倭黑猩猩的进化过程中。它们不仅头部稍小，攻击性也更弱，直至成年时期还保留一些年幼时的特性，包括白色肛门腺、尖声叫喊，以及不寻常的雌性生殖器官。倭黑猩猩的13区非常小。40
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