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《基因组》 柴知道解读

《基因组》| 柴知道解读

关于作者

马特·里德利,牛津大学动物学博士。毕业后在《经济学人》杂志工作了8年,此后为《每日电讯报》写了7年专栏。他出版过《理性乐观派》等脍炙人口的作品,是世界上最好的科普作家之一,作品曾入围六大文学奖项。

关于本书

在本书中,马特·里德利从每对人类染色体中挑出一个基因来介绍,用23章的结构,带我们了解了与基因相关的科学知识。他希望通过介绍基因组里最有趣的知识,来看看基因到底透露出了人类的哪些秘密。

核心内容

马特·里德利用大量案例证明,基因不光可以决定人的身体结构,还可以影响人类的行为,传统的社会学和心理学上的许多结论都被基因科学颠覆了。尽管如此,基因却并不能决定一个人的命运。

你好,欢迎每天听本书,今天为你解读的是《基因组:人类自传》。这本书还有另外一个译名,叫《基因组:人种自传23章》。这本书的中文版大约30万字,我会用大约25分钟的时间,为你讲述书中精髓:基因到底是怎么影响人类的?

在科幻小说里经常有这样的设定,说我们人类其实只是一串电脑里的代码,在我们之上,还有一个程序员,这个程序员其实就是上帝,他用代码进行编程,创造出了我们人类。这个比喻,其实在一定程度上是很有道理的,因为科学家发现,我们真的就是由一串串代码构成的,这些代码就是基因。

在2000年的时候,当时的美国总统克林顿在白宫,英国首相布莱尔在伦敦的唐宁街,亲自宣布了人类基因组草图的完成。这个基因组草图,实际上就是我们人类的底层代码。按照克林顿的说法,“人类将世世代代记住这一天”。布莱尔也说,这是“二十一世纪第一项伟大的科技成就”。

掌握了基因组草图意味着什么呢?人类可以从基因这个底层代码的角度,来重新认识自己。也就是说,在研究人类发展史的时候,又多了一个不同于社会学和历史学的新角度,那就是基因的角度。可以这么说,人类基因组工程,给几乎所有的学科,都添加了一个新的、来自最底层的地基。从此以后,任何学科在分析问题的时候,都不得不考虑到“基因”的影响,都不得不从脚下的这块地基上踏过。

关于基因的科普书有不少,今天讲的这本《基因组:人类自传》,可能是其中最优秀的一本。而且,这本书对于我们普通人来说,还非常实用。因为除了关于基因的种种科学细节以外,这本书里还提供了许多非常精彩的案例,从头到尾都贯穿着一种基因的思维方式,能够为我们打开一种新的看待世界和看待自己的角度。这本书里提到的研究,可以说颠覆了很多传统认知,给人类学、心理学、医学、社会学等等学科,带来了一场革命:以前很多我们认为跟基因无关的事情,其实就是被基因控制的;但很多我们认为是基因决定的事情,其实根本没那么简单。

这本书的作者是马特·里德利,有些用户可能听过他的名字,之前每天听本书介绍过的那本《理性乐观派》就是他写的。他最早是牛津大学的动物学博士,后来在著名的《经济学人》做编辑,是世界上最好的科普作家之一。

那么接下来,我从书中总结出三个问题,来给大家讲一讲这本书里可能颠覆我们传统认知的精华内容:

第一个问题,我们从书名说起,为什么说基因组是一部“人类自传”?

第二个问题,我们来看看基因到底决定了人类的哪些事情。

第三个问题,是一个大家都关心的问题:基因真的可以决定人类的命运吗?

我们先来看看第一个问题,为什么说基因组是一部人类自传?

刚才我们提到了一个东西,就是克林顿和布莱尔宣布的那个人类基因组草图,他们用了一个词,叫“完成”,在我们普通人看来,这个基因组的草图一旦完成,那就像照片一样,咔嚓一下就定格了,不会再改变,但事实上,人类的基因组是在不断变化的,不存在一个标准的模型。

我们来看一个例子。我们经常听到两个概念,一个叫 DNA,一个叫基因,有些人可能分不清。简单来讲,你可以把 DNA 想象成一个长长的链条,这个链条上有用的部分,就叫基因。那这些有用的基因,大概占 DNA 的多少呢?这个数字可能会让你吃惊,只占3%。那剩下的那些,也就是 DNA 这个长长的链条里,有97%的东西都是什么呢?可以说,它们是一堆稀奇古怪的东西,很复杂,但都没什么用。

比方说,其中就有几千种病毒的基因组,而且几乎是完整的病毒基因组。它们是怎么混进人类的 DNA 链条中的呢?也很好理解,很多人都听过一个说法,叫“自私的基因”,意思就是说,每个基因都是自私的,它们都想一直复制一直复制,把自己保存下来,所以这些基因就会努力地钻进动物植物的基因组里,把自己保存下来。而我们人类,也是这些基因的一个工具,所以有些病毒的基因,就利用种种手段,把自己塞进了人类的 DNA 链条里,这样就可以一直生存下去。那这些病毒基因在人类 DNA 中占多少呢?占1.3%。听起来好像不多,但你想一下,真正对我们人类有用的基因,也不过才占了3%而已啊。所以作者还开了一个小玩笑,说你要是觉得猿猴是自己的祖先有点伤自尊,那你还可以考虑一下,认病毒当你自己的祖先。是不是瞬间觉得,还是猿猴比较亲切?

除了病毒基因以外,人类的 DNA 链条上还有各种垃圾。有些小的垃圾链条,甚至复制了有10万次以上,整个 DNA 链条上有百分之十几,都是它这一种垃圾,比真正有用的基因多多了。这些垃圾就像电脑病毒一样,不停的复制,不停的复制,所以整个 DNA 链条上有97%都是没用的。那这说明了什么呢?你想,人类这个物种在一开始的时候,他体内的基因组肯定不是这样的,是经历了亿万年的进化,这些病毒基因或者其他垃圾才一步步地把自己“缝”到人类的 DNA 链条里的。所以,人类的基因组并不是我们想象的那样,是一个定格的照片,而是一直在改变,始终处于一个动态平衡的过程。它会受到像病毒这些其他生命形式的影响,也会受到周围环境的影响。所以作者说,现在的转基因技术,根本就没有违反什么自然法则,许多担心都是多余的瞎操心,因为各种基因在不同物种间的交换,本来就很正常,所以它根本就不是什么邪恶的事情。

所以,基因组在不断变化,而这个不断变化的过程,其实就记录了我们人类的进化史,包括人类曾经面临的一些困难。比如说,非洲有一种常见病,叫“镰形细胞贫血症”。这种贫血症是一种遗传病,是因为体内有一个基因发生了突变,导致我们血液里的血红细胞出现了一些问题,就贫血了。这里请你想一个问题:如果说这个病是基因造成的,那为什么携带这些突变基因的人,没有被自然选择淘汰,而是一代又一代地,把这个病给遗传下来了呢?有科学家就对这个问题进行了研究,结果他们发现,有这种突变基因的人,虽然会得上贫血症,但他们对疟疾的抵抗力,就要比其他人强。我们知道,以前人类的生活环境,特别是在非洲,那是很恶劣的,得了疟疾,很可能就意味着死亡。所以说,那里的人类为了抵抗疟疾,宁愿让自己得上镰形细胞贫血症,可以说是代价惨重。

这样的例子还有很多。有一本书,叫《病者生存》,里面有大量的这种例子,说什么糖尿病啊,血色病啊,都是为了让人类渡过难关,才遗传下来的。也就是说,这些基因,都是人类曾经和环境抗争、妥协的历史产物。

这里我们总结一下,为什么说基因组是人类的自传呢?因为人类的基因组一直在不停的变化,我们从中能看到像病毒这样其他形式的生命对人类的影响,也能看到疾病、环境等等因素,对人类进化造成的影响。通过研究基因组,我们就能看到人类亿万年来的进化历史,所以我们才说,基因组是一部人类自传。

讲完了基因组是人类自传的这个问题,接下来我们来看第二个问题:基因到底可以决定人类的哪些事情?

在我们普通人看来,基因决定的事情,往往就是那些跟我们身体直接相关的事情。比如说,你这个人是男是女,单眼皮还是双眼皮,头发是黄的还是黑的。或者是跟疾病有关,比如说你是不是有点倒霉,得了一些跟基因相关的疾病,像白化病啊什么的。但其实,基因能决定的事情,可能超乎你的想象。它不光能决定你的身体结构,还能影响你的行为、性格、生活方式。

比如说,有些行为看起来好像完全是你后天学的,其实,你的这些行为是由基因控制的。举个例子,语言。以往我们觉得,语言这种东西,那肯定是我们每个人自己学来的。我们一开始都不会说话,后来爸爸妈妈慢慢教,还在学校里上课,才学会了说话写字,有些人还学会了几门外语。但科学家研究发现,语言这种东西,是人类生来就有的本能,是刻在我们基因里的。一般我们把语言分成两个部分,一个部分是词汇,比如这个东西叫苹果、那个东西叫桌子。另一个部分,叫语法,就是怎么把这些词给揉到一块去,说成一句完整的话。

当今世界最出名,也是最伟大的语言学家,叫乔姆斯基,他研究发现,人类的语言都有内在的联系,有一种“普遍语法”。就是说,我们的词汇虽然是后来学的,但是语法这个东西,却是人类的一种本能。

这不是他在瞎说,已经发现了很多证据,都支持这种说法。比方说,一个3、4岁的小孩,可能刚学会了几个单词,他就能按照一个规律,一会儿说个陈述句,一会儿说个问句。这些规律没人教他,而且学过语言的人都知道,如果要把这些规律写在纸上,是非常复杂的。但就是这么一套复杂的规律,3、4岁的小孩好像张口就会。还有科学家做过实验,让一群小孩去接触一种语言,这种语言根本就没有语法,但这群孩子会无师自通地自己给这种语言加上语法。

再比如说,在太平洋上有个岛国,叫巴布亚新几内亚,这个岛国里有些部落,从石器时代的时候,就跟外界隔绝了。但他们用的语法的复杂程度,跟我们也差不多。好像全世界的所有人,都在遵循着一套没有明文规定的语法规则。

如果说语法是刻在基因里的本能,那一旦基因突变了,就有可能导致语言上的障碍。的确,就有这种病,叫“特定型语言障碍”。得了这种病,在理解语法方面就会有困难。不是说得了这种病的人不能理解语法,而是说他们要专门去学习,要靠死记硬背,才能掌握语法。但是正常人的话,那些规则其实是天生就会的,不用死记硬背。以前认为,这种病是由于智商有问题,或者是小时候接触语言少了,后来发现,这些通通不对,这就是一种遗传病,是基因突变导致的。

所以,从语言这个例子上就能看出,基因是可以直接决定人的行为的。但不光是以前,即使是现在,还是有很多人觉得,只有动物才依靠本能,我们人类比较高级,主要靠后天学习,不依赖本能。这种说法其实是错误的,我们了解了基因这个东西就会知道,许多看起来很复杂的事情,它其实就是人类的本能,你是先有这个本能作为基础,然后才能去做更高级的学习。所以说,人类的确比其他动物更高级,但这个高级,不是说人类不依赖本能,而是恰恰相反,是因为人类的基因里,具有更多更高级的本能。

从我们刚说的这个例子能看出来,对于基因的研究,给语言学带来了一个巨大的冲击。不光是语言学,许多心理学、社会学上的结论,也都受到了严重的冲击,而且细想起来,甚至会让你有点害怕。

我们经常听到这样的事情,比如说,如果一个孩子的父母离婚了,那由于童年的创伤,这个孩子长大后,也更容易离婚。如果一个孩子的父母是罪犯,或者父母喜欢打孩子,那么这个孩子长大后,也容易犯罪,或者喜欢打孩子。传统的解释是,这些行为,是因为家庭环境的原因。后天成长环境不好嘛,所以这些孩子学坏了,才会这样。这个理由很容易被接受,大家想想也觉得很自然,所以几乎所有的社会问题,都是这么解释的。但关于基因和遗传方面的研究显示,事实恐怕不是这样。

有科学家在丹麦做了一个研究,研究了一群被收养的孩子的犯罪记录。结果他们就发现,这些孩子会不会犯罪,跟养父母的关系不大,但跟亲生父母的犯罪记录关系很大。这说明什么?说明养父母提供的家庭环境,并没有对犯罪行为造成什么影响,但亲生父母给他的基因,反而决定了他会不会犯罪。

还有其他的研究也显示出了同样的结果:比如有科学家研究双胞胎的离婚行为,结果就发现,他们从小共同生活的那个家庭环境,跟他们离不离婚没什么关系,反而是遗传因素对离不离婚的影响比较大,占到了一半左右。智商也是,有研究发现,一群被收养的孩子,在同一个家庭长大,但是他们的智商之间根本就没有相关性,也就是说,他们共同生活的那个家庭环境,对他们的智商没有影响。

这样的例子有很多,所以极大地冲击了社会学、心理学这些学科。甚至有一个心理学家,叫朱迪斯·里奇·哈迪斯,她本来提出了“后天培养假说”,就是说人的行为、性格、智商都是后天环境导致的。但她从基因和遗传学的角度进行研究后,把自己提出的这些假说都推翻了,因为她发现,这些问题每一样都跟遗传有关。当然,我们这里不是说后天环境就没作用,但不可否认的是,基因的确在很大程度上影响了这些问题。

这是我们讲的第二个问题,我们来总结一下,基因到底能决定哪些事情呢?其实,基因不光能够决定我们是单眼皮还是双眼皮,得不得病。还能够决定我们的很多行为,直接影响我们的性格和行为方式。由于这些发现,以前社会学、心理学、医学上的很多结论,都被推翻了,大家不得不从基因的角度来考虑问题。

上面是今天为你解读的第二个内容,就是基因到底能对人造成哪些影响,下面我们来看看最后一个问题:基因到底能不能决定人类的命运。

听完上面的内容,你可能隐隐有些害怕。基因决定我长相、得不得病就算了,居然还决定我聪不聪明、离不离婚、会不会打孩子、性格好不好,这也太吓人了,那我还奋斗什么,直接认命算了,反正都是基因决定的。其实,这个担心是多余的,因为并不是一个基因控制一个特征,有的控制眼皮,有的控制智商,有的控制语言那么简单。基因是错综复杂的,跟外界环境、个人心理,都有千丝万缕的联系。所以很多情况下,一个基因到底能发挥什么作用,只有一个回答,就是“看情况”。

基因对人的影响有多复杂呢?我们看看哮喘这个病,就明白了。哮喘这个病,的确受到基因遗传的影响,但是我们体内并没有一个哮喘基因,说只要这个基因不正常,你就得了哮喘,不是这样的。在1998年的时候,科学家就已经发现,至少有15个基因都跟哮喘有关,每个基因对哮喘的影响都不同。而且,也不是说这15个基因出了什么问题,你就一定会发病。有很多因素都能引起哮喘,但不同的人,让他们哮喘的因素也不一样,比如有些人碰见花粉就哮喘,有些人是剧烈运动会哮喘,有些人是接触油漆会哮喘,五花八门,生活中常见的各种东西,都可能导致一些人哮喘,甚至睡觉都可能导致一些人哮喘。

由于哮喘的发病机制太复杂,还产生了一个很有趣的现象,就是持不同政治观点的人,对哮喘发病的解释也不同。比如,如果是一个环保主义者,他就会说,哮喘是环境恶化导致的。有些自然主义者,会说是现代生活太娇贵了,小时候都不接触细菌,过度讲卫生,所以导致了哮喘。还有人说,那是城市化的问题,因为有钱人一天到晚都待在室内,开着空调,枕头里都是螨虫,所以导致了哮喘。也是稀奇古怪,各种解释都有。而且这些解释,你也不能说它没有道理,因为导致每个人哮喘的因素本来就不同。但是呢,这些解释,都不能完全概括哮喘的发病原因。

也就是说,基因对人类的影响,不是这么简单,说我哪个基因不正常,我就会得个什么病。甚至很多时候,你都不能说某个基因是正常的还是突变的,因为一个基因有很多作用。就像我们之前提到过的例子,它是可能让你贫血,但也能让你抵抗疟疾,所以不能简单地说它是正常的还是突变的。而且,一个基因能不能表现出作用,还跟外界环境有关,比如你体内的基因决定了,金属蒸汽可能会让你哮喘,但你一辈子都没有接触过金属蒸汽,那等于这个基因就没影响你。

也就是说,基因发挥作用的方式是很复杂的,绝大部分问题,都是很多个基因通过不同的方式共同影响的。所以下次要是再在网上看到什么哮喘基因、酗酒基因、精神分裂症基因什么的,你就多留个心眼,因为事情很可能没那么简单。

听到这里你应该心里有个数了,就是很多事情,它既不是完全由后天环境决定的,也不是完全由基因决定的,而是一个很复杂的互动过程。所以最后我为你讲一个非常好玩的例子,它的结论你可能完全意想不到的,因为它们是心理、生理、环境、社会等各种因素缠绕在一起,共同造成的一个复杂影响。

提起心脏病,大家觉得它跟什么有关?你想的可能跟医生差不多,饮食习惯、吸烟、血压高低,被认为是导致心脏病的三大生理因素。所以医生一般会让你控制体重,饮食要清淡,不要吸烟,这当然有道理。我们一般还会说,如果你在单位职位很高,生活节奏快,那也可能得心脏病,这也有一定道理。

但是有研究发现,这些都不是主要因素。有科学家发现了一个很惊奇的现象:他们研究了英国的公务员,发现公务员的职位越高,得心脏病的可能性越低,而职位越低,得病的可能性就越高。如果用职位高低这个指标来预测心脏病,比用体重、血压、是不是吸烟来预测,结果要准确得多。比如说一个门卫,相比于公司里的顶级秘书,得心脏病的可能性要高3倍,而且即使这个门卫不抽烟不喝酒血压正常,他得心脏病的概率还是比抽烟喝酒高血压的秘书要高。

如果这么看的话,那我们平常了解的关于心脏病的常识,就没什么价值了。那为什么得心脏病的可能性,跟一个人的社会地位有关呢?

简单来讲,一个人面临多大的压力,跟他工作量多少,关系不大,而是看他能在多大程度上决定自己的生活。如果你社会地位越低,就越要听别人的命令,压力就大。所以许多企业高管退休之后,得心脏病的可能性反而增大了,因为他以前都是命令自己的员工,现在却要听老婆的话,要被叫去洗碗、遛狗,没办法掌控自己的生活了,所以退休之后压力飙升,得心脏病的概率就大多了。

那压力是什么呢?其实它跟我们体内的一种激素有关,叫皮质醇。压力越大,皮质醇越多,反过来也是,皮质醇越多,压力就越大。皮质醇这种东西,的确是由基因控制的,基因通过一系列复杂的手续,控制皮质醇的释放。皮质醇会影响你的免疫系统,还有你体内的胆固醇含量,所以就跟心脏病挂上了钩。那这么说,皮质醇不还是基因控制的吗?没错,但问题是,皮质醇什么时候释放,释放多少,并不是基因决定的啊。打个比方,基因就相当于一个手机代工厂,它是可以生产手机,但什么时候生产,生产多少手机,生产什么款式的手机,那都是别人告诉它的啊,需要有人下单它才会生产。

那这个单谁来下呢?在刚刚的这种情况下,一个人所面临的外界环境可以下单,因为他的地位越低压力越大嘛。但其实,他的大脑也可以下单,你可能都听过,光是在脑子里面幻想一个很紧张的场景,都能增大压力,也就是提升你体内的皮质醇含量。除此之外,你如果面临一个考试,就有可能压力很大。但也有可能,你是一个心理素质很好的人,面对考试没什么压力。那为什么有些人怕考试,有些人不怕考试呢?这么一想,这背后的问题就太复杂了。你的基因、你的行为、你面临的状况,是相互影响的。

所以,从心脏病这个例子中就能看出,影响一件事的因素非常复杂。没有谁在起着决定性的作用,没有什么最高控制中心。你的基因、身体状况、心理因素、社会地位,各种情况交错在一起,互相之间有各种联系,它们共同决定了一件事情。基因也在其中发挥作用,但它需要其他因素来激活,当然也能反过来影响其他因素。所以说,并不是你父母离婚了,或者家庭环境不好,你就注定当不了好人。

总结一下最后一个问题,基因到底能不能决定人类的命运呢?其实,在分析一件事情的时候,无论是单一的环境决定论,还是基因决定论,还是心理决定论等等,都是不够全面的。因为没有谁能决定全局。按照作者的说法,整个系统是“混沌”的,任何一个小小的因素,都可能改变全局。这方面最出名的例子,就是一只蝴蝶在南美洲扇动翅膀,却可能在美国引起一场飓风。我们的人体、社会,其实就是这样一个复杂的系统。没有谁是最终的决定者,基因也不是,基因不能决定人的命运,也不能扼杀人类的自由意志。这就是在基因能不能决定人的命运问题上,作者给出的回答。

说到这儿,今天的内容就聊得差不多了,下面来简单总结一下今天为你分享的内容。

首先,我们回答了一个问题,为什么说基因组是一部人类自传。因为基因组不是像照片那样固定不变的,而是一个不断变化的东西,外界的环境,或者其他生物,都会影响人类的基因组。所以人类通过分析基因组,就能从中读到许多人类进化的历史。

其次,我们说到了基因到底可以影响人类的哪些事情,结果发现,基因不光可以影响我们的身体结构,还能控制我们的行为和性格,很多看似复杂的行为,其实都是刻在基因里的本能。而且由于基因遗传学上的新发现,许多传统的社会学、心理学上的结论,都被推翻了,因为我们发现,太多事情都受到基因的影响。

最后,我们问了一个终极问题,基因到底能不能决定一个人的命运。答案是不能。基因本身的作用机制,就是非常复杂的,很多个基因会同时在各个方面,发挥着不同的作用,因此造成一个很综合的结果。而且,基因、外部环境、社会环境等等各种因素,相互之间都有千丝万缕的联系,没有一个控制中心,这个世界是错综复杂的。

读完这本书我个人有两点感悟,跟你分享。

第一个就是,你每了解一门新的学科,或者学到了新的知识体系,它带给你的,都不光是单纯的信息量上的增长,而是会影响到你的思维方式,影响到你对其他学科,或者其他事情的看法。基因这门学科就是这样,随着基因的发现以及研究的不断深入,我们会看见,许多我们以前认为理所当然的事情,或者是许多其他学科中看似已有定论的事情,都被推翻了,并且由此给社会学、心理学等领域,注入了一个新的维度,开拓了一个新的研究角度。

第二个感悟就是,永远不要低估这个世界的复杂程度。由于研究的需要,或者是思维方式的局限,我们经常喜欢简化一些东西,认为某一件事是非黑即白的,或者某个事情就是某个因素导致的,倾向于接受一种单一的决定论。当然了,从微观的角度来看,或者从某些研究的实际情况来看,这么做也是可以的。但如果我们把思维放开阔一些,就会发现,这个世界,从来都不是简单的,而是各种因素交织在一起,错综复杂的。如果有人跟你说,某件事情就是这么简单,就是这么黑白分明,那你就要多长个心眼,多问自己一句,这个世界,真的是这么简单吗?

撰稿:柴知道 脑图:摩西 讲述:成亚