长得丑、学不好都怪基因差?基因有什么前世今生?为你揭秘真相

提起“基因”,谁都不陌生。不过听得最多的可能是“转基因”食品,到底对我们的健康究竟有没有影响呢?吵来吵去也没个定论。但是,关于到底什么是基因?我估计大多数人都答不上来,只知道它跟我们的遗传有关。比如看见聪明漂亮的人,就羡慕人家“基因好”,意思是从爹妈那儿遗传来的,对吧?

从定义上来说,基因其实就是遗传因子,是具有遗传效应的DNA片段,里面储存着生命过程的全部信息,你的生老病死全跟它有关,受它控制。随着信息技术的发展,超级运算的能力越来越强大,遗传学领域也出现了巨大的进步,通过分析基因的数据,就能预测出个体患上某种疾病的几率,或者是分析出你的祖先是什么人种,等等。

基因工程:长得丑、学不好都怪基因差,揭秘基因真面目

1、探索遗传导致了基因的发现

要说基因的故事,我们还要从1864年讲起。当年,奥地利植物学家孟德尔在繁殖豌豆苗的时候发现,亲代的植株会把某些性状完好无损地传给子代。什么叫“完好无损”呢?比如说,如果把一棵高的豌豆苗跟一棵矮的豌豆苗杂交,后代只会出现高植株,不会出现不高不矮的情况。换句话说,孟德尔发现了一条重要的规律:遗传信息是以不可分割的单位一代一代往下传。这些不可分割的单位,实际上就是遗传过程的最小单位——基因。

几年后,荷兰植物学家雨果·德弗里斯,在孟德尔实验的基础上,把遗传学跟达尔文的进化论结合起来,提出了一个观点——所有动物并非出自上帝之手,而是早期的动物经过缓慢而漫长的演化而来的。

应该说,孟德尔的遗传学理论和达尔文的进化论,可以说结合得天衣无缝。假如物种真如达尔文所说是演化而来,那么动物肯定需要一定的载体把身体特征传给下一代,这个载体就是基因。德弗里斯把孟德尔的理论推进一步,提出了“基因突变”的概念,也就是说在环境的作用下,基因会随机产生突变,产生不同的突变体。

我们把这三位科学家的理论结合起来,就形成了物种演化的完整蓝图:大自然产生随机的突变基因,由父母传给孩子。随着时间过去,有利于个体生存的基因会被保留下来,代代相传,而不适应的基因就会慢慢被淘汰。也就是说,自然选择的对象并不是个体,而是基因。

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2、基因由DNA组成,不同基因的共同作用决定了表现型

基因的发现回答了一个重要问题,那就是物种的特征是如何遗传的。可是新的问题又来了:科学家们知道基因的存在,那它们究竟长什么样呢?或者说它们在我们的身体里又是如何起作用的呢?

要了解这些问题,我们先来补点生物知识。上世纪40年代,生物化学家们开始研究细胞的运作方式。在细胞核里,他们发现了DNA,也就是脱氧核糖核酸,以及它的近亲RNA,也就是核糖核酸。这些分子在细胞核里被发现,因此统称为核酸,形状就像一条条链子。

DNA和RNA都有4种组成部分,称为碱基。构成DNA的碱基包括腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘧啶和胸腺嘧啶,分别用字母A、C、G、T表示;RNA也有4种碱基,只不过没有胸腺嘧啶,而是由鸟嘧啶U代替。随着DNA的发现,科学家们终于找到了基因的组成单位。当年孟德尔观察到的各种豌豆的特征,实际上就是DNA链上的遗传信息。有意思的是,生物体表现出来的特征,并不是单一基因表现出来的结果,而是许多基因共同作用的产物。

大家可以把基因表达想象成手机屏幕上像素之间的相互作用,虽然每个像素是独立的,但它们在一起就组合成了一幅完整的图像。同样道理,每个基因独立作用,但这些效果综合到一起,就形成了生物体的外部特征,也就是表现型。

不过,我们也不能简单地把表现型归结于基因表达的结果,因为外部因素也会影响这些特征。就拿拳击手的鼻子来说,它的形状并不单单是遗传所决定的。要知道,打过那么多场比赛,拳击手的脸一定没少挨拳头,这对鼻子的外观多少有些影响。

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3、基因决定先天倾向,但后天环境对表现型同样重要

先问大家一个老生常谈的问题:你觉得人的性格是天生的还是后天的?不管你支持哪一边,这个“先天对后天”的争论都比想象中的要复杂。说到底,人出生的时候都带有一定的倾向,这些倾向跟环境相互作用,才最终形成表现出来的特征。

1979年,行为心理学家托马斯·保查德追踪了那些一出生就被分开,在不同的环境中长大的同卵双胞胎。理论上来说,这些双胞胎有近乎一模一样的先天条件,但却有着完全不同的后天环境。研究发现,这些双胞胎表现出了相同的行为倾向,但具体的行为表现却不尽相同。比如说,有一对双胞胎男孩,其中一个在纳粹德国长大,另一个在以色列的基布兹生活。这两种信念体系都遭人诟病,但兄弟俩都非常坚定地维持着各自的信仰。

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同样道理,既然天性需要跟环境相互作用才会表现出来,一个天生有暴力倾向的人,只有在耳濡目染的情况下才会表现出暴力,比如目睹家庭暴力。

虽然我们对基因还有很多东西需要了解,但有一点可以肯定,那就是——随着我们对基因的探索不断深入,改造基因的方法不断进步,所有这些发现一定会给我们的生活带来重大的影响。在未来,我们或许能随意操纵基因,让人类更聪明、更好看、不生病。