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基因组:人种自传23章-读书简记

2018年06月12日

写在前面


读起来很过瘾的一本书,选取与我们密切相关的一些基因,探讨了:生命、物种、疾病、环境、智力、死亡、性别、压力、个性、死亡、基因疗法、政治、自由意志等科学的,哲学的,社会的,政治的,伦理的问题。扩展阅读推荐《自私的基因》、《我们为什么会生病》、《枪炮、病菌与钢铁:人类社会的命运》,都是十分棒的经典。下面是对本书的整理。

译者序


粗略地说,我们现在面临着四大科学难题:宇宙的起源和终结,生命的起源,大脑功能的原理,以及从一个单细胞(受精卵)怎样产生如人体般复杂的生命。

导言


把基因组想象成是一部书:全书23章,叫做染色体。 每一章有几千个故事,叫做基因。每个故事是由段落组成的,叫做外显子,它们被名叫内含子的广告打断。每一段是由词组成的,叫做密码子。 每一个词是由字母组成的,叫做碱基。

英文书是用26个字母组成长度不同的词写成的,而基因组整个是用三个字母的词写成的,只用四个字母:A,C,G和T(它们代表腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶)。而且,它们不是写在平平的纸上,而是写在糖与磷酸组成的名叫DNA分子的长链上,碱基就附着在这长链的侧面形成侧环。每一条染色体是一对(非常)长的DNA分子。

基因组是非常巧妙的一本书,因为在合适的条件下它可以复印自己也可以读出自己。复印的过程叫做复制,读出自己叫做翻译。复制之所以能够成功,是因为这四个碱基有一个相当巧妙的性质:A喜欢和T配对,G喜欢和C配对。

翻译要更复杂一点。首先,一个基因的内容要用同样的碱基。配对方法被转录成一份复制品,但是这一次,复制品不是由DNA组成,而是由RNA组成,一种与DNA有着非常细微区别的化学物质。RNA也可以携带一个线性的密码,它与DNA使用的是同样的字母,只除了它在T的位置上用了U,代表尿嘧啶。这个RNA的复制版被叫做信使RNA,它通过把所有内含子都切除和把所有外显子(见前面所述)都连接起来的方式进行编辑。 然后,这个信使交上了一个朋友——一个叫做核糖体的微观机器,它本身也部分地由RNA组成的。核糖体沿着RNA移动,按着顺序把每三个字母组成的密码子翻译成另外一个单词表中的一个词,这个单词表有20个不同的氨基酸,每一个都由一个不同的叫做转运 RNA 的分子带来。每一个氨基酸都接在上一个的后面,形成一条与密码子顺序一致的长链。当整个信息被翻译之后,氨基酸链就把自己折叠成一个特殊的形状,这形状是由它的序列决定的。现在,它被叫做蛋白质。

身体里几乎所有东西,从头发到激素,要么是由蛋白质组成的,要么是由蛋白质造出来的。每个蛋白质都是一个翻译出来的基因。具体点说,身体里的化学反应是由名叫酶的蛋白质来催化的。甚至DNA和RNA分子本身的加工、复印、改错和组装——复制和翻译——也是在蛋白质的帮助下完成的。蛋白质还负责把基因开启和关闭,这是通过把它们自己附着到基因内容的起始处附近的启动子和增强子来完成的。不同的基因在身体的不同部位被启动。

第一号染色体 生命


讲述了生命的诞生,来源。


生命是不大好定义的,但是所有生命都有两种能力:复制自己的能力和制造秩序的能力。

第二号染色体 物种


讲述了人类发展和近亲之间的分别。


进化没有巅峰,进化也没有进步退步之分。自然选择不过是生命形式不断变化的过程,而变化是为了适应由物质环境和其他生命形式提供的多种机会。

体积大的脑子需要肉类食物(今天的素食者是靠吃豆类食品而防止缺少蛋白质的);分享食物使得吃肉的习惯变得可能(因为男性的捕猎活动可以失败);分享食物要求有个比较大的脑(如果不能有意识地记住细节,你会很容易就被一个想占便宜的家伙骗了);按照性别分工推动了一夫一妻制(一对配偶现在成了一个经济实体);一夫一妻制导致性选择的时候对于代表青春的身体特征的重视(配偶年轻有更大优势)。理论就是如此这般一圈圈地转,我们用这些螺旋形的让人宽心的理由来证明我们是怎样成为今天这样的。

第三号染色体 历史


讲述了孟德尔以及其他科学家在遗传学上做出的贡献。

第四号染色体 命运


你的命运完全在你的基因里。


人体大约有1000万亿个细胞,大脑大约有1000亿个细胞,人体DNA大约有30亿个字母,3万个基因,23条染色体。

在你的基因组里大约有10亿个3个字母的词,但是,这一个词的重复次数,就决定了你是正常还是发疯。(此处指CAG,也就是指亨廷顿突变。)

整个基因组里的基因突变率,在男性里是女性的五倍。这是因为男性DNA在男性的一生中都在不断复制以提供新鲜的精子细胞。

第五号染色体 环境


推翻让读者觉得基因是简单的分割开来的。具体是讲述”哮喘基因“。


世界不是这个样子的。这个世界是灰色的而不是黑白分明的,事物之间的差别可以很细微,描述事情的时候需要很多修饰词、很多“视情况而定”。

你最好养成习惯接受这种不确定性。

基因组跟生命一样一样复杂和有很强的不确定性,因为它就是生命。

第六号染色体 智慧


基因的存在不是为了致病的。本章抨击了所谓的智商测试,由此推断的话,你可以把个性测试以及星座神话都看作笑话了。


智慧完全是学习的结果。

一个孩子说出的环境不仅与他的基因有关,也与外界因素有关,而一个孩子有能力找到甚至创造出适合自己的环境。一个有动手能力的孩子会学习需要动手的技能:一个书虫子会去找书。

子宫里发生的各种事件与变化对于我们智力的影响,比我们出生之后父母对我们的教育所起的作用高两倍。

所有这些研究得到的一致结论,是你的智商大约有一半是由遗传决定的,不到五分之一是由你和你的兄弟姐妹们共同的环境——家庭——决定的。剩下的是子宫的作用、学校的作用和其他外部影响,比如朋友的影响。即使是这个结论,也有点误导。你的智商不仅随年龄会有变化,遗传因素对它的影响也会变化。

基因的影响并不是从精子和卵子结合的时候起就固定不变了,环境的影响并不是一直不断地累积的。智力是遗传的不等于它是不变的。

第七号染色体 本能


该部分解释了行为遗传学和进化心理学结论对人类的影响。


人类不需要对本能有太多的依靠,他们学习,他们是有创造力的、生活在文化环境里、有意识的生物。他们做的每一件事都是自由意志、巨大的脑子和父母教育的产物。

语言的本能是在听到的语言上起作用,而不是在记住的语法规则上起作用。

一个敏感期,在它之内有什么东西可以被学会,在它之外则不行,这是动物本能的明显特征。

X和Y染色体 冲突


讲述了性染色体,同性恋是否遗传。


现在有了这样一种认识,即基因组并不是为了一个项目——生存,生孩子——而存在的一个资料库再加一个实行计划的团队,就像我以前想象的那样。它开始越来越像一个公司的会议室,是自我中心的人和派系之间权力斗争的舞台。

我自己这个有意识的、看上去是不可分割的自我,结果竟与我的想象差别如此之远,我一点也不必因为怜悯自己而感到羞愧。我是被一个脆弱的联盟送到外面去的大使,带着一个四分五裂的帝国里那些心情紧张的统治者们给我的互相矛盾的命令。……当我写下这些字的时候,为了能够写下这些字,我就得装着自己是一个统一体,而在内心深处我知道这样一个统一体是不存在的。我是一个混合体,男性与女性、父辈与子辈、相互争斗的染色体片段,它们之间的冲突是在胡斯曼诗中说的塞汶河(River Severn)看到凯尔特人与萨克逊人之前几百万年就形成了。  

第八号染色体 自身利益


基因组97%都不是真正的基因。(又可以成为垃圾DNA)同时也讲述了基因指纹测试技术。


我们是生存机器——糊里糊涂的、被事先编好程序的自动化机器,用来保存那些名叫基因的自私的分子。这是一个仍然让我感到目瞪口呆的事。

第九号染色体 疾病


解释了血型的不同以及基因对疾病的抵抗力。


从某种意义上说,基因组就是一份我们过去的病史的书面记录,是每一个民族每一个种族的医学圣经。

我们需要建立一个起伏不定的、变化的、不可预测的世界。我们这一代人破解的基因组密码只不过是一份不断变化的文件的一张照片。这个文件没有一个权威性的版本。

人类有一个很值得遗憾的倾向,就是夸大稳定性的作用,太过相信平衡。实际上,基因组是不断变化的动态图景。

生态学与遗传学一样不是关于平衡态的学科,它们是关于变化的学科。变化,再变化,没有任何事是永远不变的。

第十号染色体 压力


讲述了外部事件对基因的影响。


你不是一个通过释放激素来控制身体的大脑,你也不是一个通过激活技术受体来控制基因组的身体,你也不是一个通过激活基因来激活激素来控制大脑的基因组。你同时又是以上所有这些。

基因是需要被激活的,而外界时间——或者说,由于自由意志控制的行为——可以激活基因。我们可远不是缩在我们那无所不能的基因脚下,受它们的恩赐,我们的基因经常是受我们的恩赐。

行为远不是受我们的生物特性所控制,我们的生物特性常常是受我们的行为控制的。精神驱动身体,身体驱动基因组。

外界环境会影响大脑意识思维,思维会影响大脑分泌化学物质比如皮质醇,皮质醇及其衍生物会打开或关闭某些基因的开关,从而制造出新的蛋白质,影响人体,所以环境、意识会影响基因,基因也会影响人体和环境,在一定程度上,人体是基因与环境进行交互的一个界面。

睾丸酮和皮质醇一样可以抑制免疫系统。

第十一号染色体 个性 性格即命运


介绍了性格的天生以及后天对性格的影响。


人类作为一个物种,所有个体都具有共性;同时,每一个个体之间也有不同的个性。共性与个性之间的冲突就是基因组的全部意义。

大脑使用着起码50种化学信号,这样它就可以同时进行很多不同的“对话”:每一种神经递质会刺激一组不同的细胞,或是改变这些细胞对于不同的化学“信使”的敏感程度。

如果我们把事情简化一下,可以说多巴胺也许是大脑里主管“动机”的化学物质。多巴胺太少,一个人就会失去做事的动机和主动性。多巴胺太多,一个人又会很快厌倦目前的事,而频繁地寻找新的冒险。在这里也许有着造成不同个性的根源。

当一出生就害羞的猴子被自信的猴子妈妈领养之后很快就不再害羞了。对人来说几乎肯定也是如此——父母的正确抚养方法能够改变内在的个性。

如果不把人们根本的性格倾向说成是有病,而是允许他们是什么样的人就当什么样的人,好像是最可靠的提升自信和提高人际交往能力的办法。

意识到一种性格是天生的,远不是一个判决,很多时候是一种解脱。

多巴胺与去甲肾上腺素是所谓的单胺。它们的一个表亲,5–羟色胺,是存在于大脑里的另一种单胺。它是个性的化学表现。但是5–羟色胺比多巴胺与去甲肾上腺素都更复杂。它的特点极难被抓住。如果你的5–羟色胺水平异乎寻常地高,你可能会是一个有强迫症的人,有洁癖,异常小心,甚至会到了神经质的地步。有痴迷—强迫紊乱症这种病的人通常可以通过降低他们的5–羟色胺水平来减轻症状。在色谱的另一端是大脑里5–羟色胺水平异乎寻常地低的人,他们易有冲动行为。那些冲动之下暴力犯罪或冲动之下自杀的人,常是缺少5–羟色胺的人。

羟色胺水平并不是先天的和不变的。它们本身就是社会地位的产物。你对自己的价值越有信心,你的社会地位比你周围的人高得越多,你的5–羟色胺水平就越高。

你的大脑里的化学是由你接收到的由社会环境传来的信号所决定的。生物结构决定行为,社会又决定生物结构。

情绪、思维、个性、行为,真的是由社会环境决定的,但是这又不意味着它们不是由生物结构决定的。社会对行为的影响是通过启动和关闭基因而完成的。

我们称为个性的东西在很大程度上是大脑里的化学问题。这一种化学物质,5–羟色胺,可以通过种种不同的途径与天生的个性差异联系起来。在这之上,大脑的5–羟色胺系统又对外界的影响,例如社会环境的信号,有种种不同的反应。有些人对一些外界的信号比其他人敏感。这就是基因与环境的现实情况:它们之间复杂的相互作用形成了一个迷宫,而不是一个决定另一个的单向道路。社会行为不是一些让我们的思想和身体都猝不及防的一系列外在事件。它是与我们的思想和身体不可分割的部分。我们的基因不仅事先已被编好程序去产生社会行为,它们也对社会行为做出适当反应。

第十二号染色体 自我组装


基因是编制好的一连串程序,自我运行功能。


基因彼此激活或抑制,给了胚胎一个头和一个尾。然后,其他基因按顺序从头至尾开始表达,给了身体的每一个区间一个特有的身份。其他基因又诠释这些信息,以制造更加复杂的器官和附肢。这是一个很基本的、循序渐进的化学—机械过程,亚里士多德也许比苏格拉底(Socrates)会更喜欢这么一个系统。从简单的不对称开始,可以发展出精巧的结构。事实上,胚胎发育在原理上是如此简单——虽然在细节上并不如此,一个很有诱惑力的想法是人类的工程师是否也应该试着复制它,从而造出自我组装的机器。

第十三号染色体 史前


你知道你为什么能消化牛奶?你祖宗几千里以前就学会了“偷奶”。


基因们可以被自愿的、自由意志所选择的、有意识的行为诱发而产生改变。

人类给自己制造了进化的压力。

第十四号染色体 永生


寿命长短实在不好说。万一哪个基因调皮一下,你就挂了。


寿命是那种由很多基因决定的事。

衰老是很多不同的身体系统在差不多的时刻同时衰退的结果,决定任何一个系统的功能的基因都可以导致衰老,这从进化角度来说有着很好的逻辑。几乎任何人类基因都可以积累起一些导致人体在生育年龄之后衰退的突变,而不会受到任何惩罚。

第十五号染色体 性别


你出生真不是自个儿决定的事,是男是女,你爸妈也没法决定。


大脑是有先天性别的器官。从基因组、有标记的基因、与性别相关的行为诸方面得来的证据,现在都指向同一个结论。

第十六号染色体 记忆


想知道为嘛你记东西老是学完就忘么?


学习”是神经科学和心理学的范畴,它是本能的反面。本能是遗传决定的行为,学习则是由经验来调节的行为。

实际上,因为自然选择的过程就是从环境中提取有用的信息并把它在基因里储存起来,你也许可以把人类基因组看成是40亿年以来积累起来的学习成果。

鲍德温效应是文化进化与遗传进化之间微妙的平衡。它们不是事物的相反两面,而是伙伴的关系,它们互相影响,以求达到最好的效果。

大脑由基因制造出来,它有多好取决于它内在的设计。它被设计成一个能够被经验修改的机器,这是写在基因里的。

学习就是在大脑细胞之间建立新的联系。随着大脑的发育,很多东西被丢掉了。

第十七号染色体 死亡


癌症啊!癌症啊?


什么样的基因会是癌基因——鼓励细胞生长的基因。我们的细胞拥有这样的基因,所有我们才能够在子宫里生长,能够在儿童时代生长,能够在之后的生活中愈合伤口。但是,至关重要的一点是这些基因大多数时候都应该是关闭着的。

我们活得越长,我们的基因里就积攒了越多的错误,在同一个细胞里一个癌基因被开启、三个肿瘤抑制基因被关上的可能性就越大。这种情况出现的几率是不可想象的小,但是我们一生中造出来的细胞的数目又是不可想象的大。

通过检查来判断TP53是否已经被破坏,医生们很快就可以事先知道化学疗法是否会起作用。

第十八号染色体 疗法


基因工程这玩意儿。


新的研究表明,有些人的基因会增加他们得直肠癌的可能性,但含有大量阿司匹林和不成熟的香蕉的饮食,可能会为他们提供保护。

第十九号染色体 预防


你又想知道,你又不想知道。


检查某人是否患有一种无药可治的病,说得再好听,也是值得怀疑的。

一个人在吸烟喝酒方面的决定,甚至是让他患上艾滋病的决定,在某种意义上来说是他自愿做出的。他”决定“在APOE基因是有两份E4(早老型痴呆症),这却根本不是一个决定;这是大自然替他做出的决定。

第二十号染色体 政治


无知导致的悲剧。


科学的燃料是无知。科学就像一个饥饿的火炉,必须要从包围着我们的无知森林中取来木柴喂给它。在这个过程中,我们称做“知识”的开阔地扩展开来,但是,它扩展得越大,它的边界就越长,越多的无知就出现在我们面前。

正如两位蛋白侵染子专家所写:“个人的与家庭的悲剧、民族的灾难与经济的灾难,都可以追溯到一个小小的分子淘气的错误折叠。”

第二十一号染色体 优化人种论


介绍了优化人种的历史和现在遗留下来的歧视。

第二十二号染色体 自由意志


休谟之叉:我们的行为要么是事先已经被决定了的,这样我们就不必为它们负责;要么是偶然事件的结果,这样我们也不必为它们负责。


我们从遗传得到一种仇视权威的倾向,特别是在我们的青少年时期,我们用它来保护我们的本性。

对于自由意志我们远远不是热爱,我们似乎是一个只要有可能就会跳起来把它放弃的物种。

股票市场指数的走向、未来的天气和海岸线的“分形几何”,都是混沌系统:在每一种情况下,大概的轮廓和事件发展的大体方向是可以预测的,但是精确的细节却不能。我们知道冬天会比夏天冷,但是我们不知道下一个圣诞日是否会下雪。

人类行为也具有这些特点。压力可以改变基因的表达,基因表达又可以影响对压力的反应,如此这般。因此,人类的短期行为是无法预测的,但是长期行为却大致可以。

自由意志不会由一个基因决定,而是由与基因相比无限宏伟、给人激励的力量决定:整个的人类本性,事先建立在我们的基因组里,具有灵活性,又是每个人所特有的。每一个人都有一个独特的与众不同的内在本性。这就是“自我”。


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