第1372章 人类之未来（4 / 8）

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学区。

巴别塔工程实验基地。

生物学家这个时候。正在对人体的基因组进行最后的测序。

碍于条件限制，相对于原本的世界的人类基因组计划，现在的这个巴别塔工程。实际上已经是非常的慢了。

这是现在的测绘条件不允许所造成的。

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生物学家在给基因组测序时发现，每个物种中都有多达13的基因似乎没有任何“父母”，也不属于任何“家族”。不过，这些“孤儿基因”中有一部分可谓功成名就，甚至有一小部分似乎在人类大脑的演化过程中起过重要作用。

但是，它们是从哪里来的呢？这些基因没有显而易见的祖先，就像是凭空产生的，但这显然不可能。所有人都以为，随着我们知道的越来越多。这些基因的“家人”就会被我们发现。可惜，事实恰恰相反。

自从我们发现了基因，生物学家就在探索它们的起源。生命刚刚兴起时，最初的基因想必是偶尔产生的。不过，几乎可以肯定。生命起源于rna世界。因此在那个时候，基因不可能只是作为蓝图，用来制造引导化学反应的酶——基因本身当时就是酶。如果有随机过程产生了一小段rna，能够帮助它自己更好地自我复制，那么自然选择就会立即起效。

然而，随着活细胞的演化。事情变得好复杂。基因变成了编码蛋白的一段dna。要产生一种蛋白，就要先转录出相应dna的rna拷贝。没有“dna开关”的参与，这个过程不可能发生。所谓“dna开关”，就是dna在编码蛋白的片段之外额外多出的一小截，表达“把这段dna转录成rna”之意。接着，rna必须进入蛋白质生产车间。在复杂的细胞内，这个过程要求rna上带有更多额外的序列，用作标签来表示“把我翻译出来”和“从这里开始制造蛋白”等等。

如此复杂带来的一个结果就是，通过随机突变把一段垃圾dna变成一个新基因的几率，似乎会非常非常之小。就像35年前法国生物学家弗朗索瓦.雅各布（fran??oisjacob）的著名论断所言：“靠氨基酸随意组合从头形成一个有功能的蛋白，这种可能性实际上是零。”

不过，有人提出，基因复制出错时可能产生一个单一的基因，并由此产生整个基因家族。这个过程就好像动物界中，经过一段漫长的时间，一个物种分化出一大“家族”具有较近亲缘关系的不同物种。在整个基因中，复制出错是常有的事。多余的拷贝通常会丢失，但有时也会有复制品与原始基因拥有同样的功能，或者分化出一个新功能。

就拿感光色素视蛋白来说，我们眼睛里有多种视蛋白，它们不仅彼此相关，还与其他动物（从水母到昆虫）的视蛋白有亲缘关系。在动物界已经发现了数千种不同的视蛋白基因，它们全都来自于同一个基因的复制，这个祖先基因可以追溯到大约7亿年前。

大多数基因都隶属于某个基因家族，家族中相似的基因拥有共同的祖先，可以追溯到成百上千万年前。可是，就在大约15年前，当酵母基因组测序完成时，人们发现有大约13的酵母基因好像找不到同家族的基因。人们用“孤儿”一词来描述那些独有的基因，或者一小组非常类似、却又没有已知同源基因的基因。

美国宾夕法尼亚州立大学研究复杂性状演化的肯.魏斯（kenweiss）说：“如果看到一个基因。又找不到它的‘亲戚’，你就会觉得有点疑神疑鬼。”有人提出，孤儿基因就相当于遗传学中的活化石，就像腔棘鱼一样是一个古老家族中最后的幸存者。其他人则认为，孤儿基因也没什么特别，就是普通的基因，只不过它们家族的其他成员还没有被发现。毕竟。全基因组测序当时也才刚刚起步。

然而，随着越来越多的生物接受基因组测序，孤儿基因找到所属家族的“大团圆”结局却很少出现。到目前为止。在完成测序的每一个物种中，不论是蚊子还是人，是蛔虫还是大鼠。人们都发现了孤儿基因，并且数量还在增长。

现在，孤儿基因的研究尚在襁褓，我们对其中绝大多数基因的了解都少之又少。我们有所了解的那一部分则涉及各种功能。有些与dna的修复和组织有关，有些则控制着其他基因的活性。昆虫中有一种被称为flightin的孤儿基因，编码着一种肌肉翅膀蛋白，有利于昆虫的飞行。2012年，美国芝加哥大学的龙漫远团队公布了一项研究，发现近期演化产生的两个昆虫孤儿基因，有助于果蝇形成觅食行为。

珊瑚、水母和水螅等动物长有蛰刺细胞。这种复杂精巧的结构一旦受到刺激，就会放出有毒的刺丝麻痹猎物，而这种细胞的发育就是由孤儿基因操纵的。淡水水螅的口周围有摄食用的触手，触手的发育也是由孤儿基因操纵的。北极鳕的抗冻基因也是一个孤儿基因，使这种鱼能在冰冷的北冰洋中生存。

有趣的是。孤儿基因往往表达在睾丸和大脑中（所谓“表达”，是指基因中编码的蛋白被制造出来）。最近，有人大胆提出猜想，人类大脑的演化或许有孤儿基因的功劳。2011年，龙漫远及其同事鉴定出198种孤儿基因，它们表达在人类、黑猩猩和红毛猩猩的前额叶中。这是一个与高级认知功能相关的脑区。在这些基因中，有54个是人类独有的。从演化的角度来说，这些都是年轻的基因，还不到2500万年，它们的出现似乎与灵长类动物前额叶扩大的时间一致。龙漫远说：“这一点暗示，这些新基因与大脑的演化相关。”

也有批评认为，大部分基因，无论新老，在某种程度上都与大脑的运作方式有关，况且相关并不能证明存在因果关联。不过，龙漫远引用了最近的一项动物研究来佐证他的理论。让发育期小鼠的神经元表达人类的孤儿基因srgap2c，结果并不能让小鼠的大脑变大，但确实可以让神经细胞中与相邻细胞联系的结构──树突棘（dendriticspine）长得更密。龙漫远主张，神经细胞间有更多的连接，或许可以增强大脑的计算能力。所以说，这些新近演化产生的人类基因，或许已经起到过塑造人类大脑的作用。德国马普学会演化生物学研究所的遗传学家迪特哈德.陶茨（diethardtautz）说：“我认为我们低估了孤儿基因的作用。”

淡水水螅的口周围有摄食用的触手，触手的发育就是由孤儿基因操纵的。图片来源：33rdsquare

从零开始