世界几乎准备好了,但还没完全准备好,开始理解我们是如何来到这里的——我们是如何相互造就的。回想起来相当令人惊讶的是,在二十世纪初,以及之后的一些年里,世界上最优秀的科学头脑实际上无法告诉你婴儿是从哪里来的。

而这些人,你可能还记得,曾认为科学已近尾声。

《万物简史》

第26章:生命的物质

如果你的父母没有恰好在他们相遇的那个时刻结合——可能精确到秒,可能精确到纳秒——你就不会在这里。如果他们的父母没有以精确及时的方式结合,你也不会在这里。如果他们的父母没有这样做,他们之前的父母也没有这样做,以此类推,显然是无限期的,你就不会在这里。

随着时间向后推移,这些祖先的债务开始累积。仅仅追溯八代,大约到查尔斯·达尔文和亚伯拉罕·林肯出生的时代,你的存在就已经依赖于超过250人的及时结合。再往前追溯,到莎士比亚和“五月花号”朝圣者的时代,你就有不少于16384位祖先在认真地交换遗传物质,这种方式最终并奇迹般地导致了你的出现。

二十代以前,为你繁衍后代的人数已上升到1,048,576人。再往前五代,就有不少于33,554,432位男女,你的存在依赖于他们忠诚的结合。到三十代以前,你的祖先总数——请记住,这些人不是表亲、姑姨或其他旁系亲属,而只是父母以及父母的父母,一条不可避免地通向你的血脉——已经超过十亿(准确地说是1,073,741,824人)。如果你追溯到六十四代以前,到罗马时代,你最终存在所依赖的合作努力的人数已上升到大约1,000,000,000,000,000,000人,这比曾经生活过的总人数还要多几千倍。

显然,我们的数学计算出了问题。答案,你可能会感兴趣地了解到,是你的血统并不纯粹。没有一点乱伦——实际上是相当多的乱伦——你就不会在这里,尽管是在基因上谨慎的距离之外。你的背景中有如此之多的祖先,会有很多次你母亲那边的亲戚与你父亲那边的某个远房表亲繁衍后代。事实上,如果你现在与来自你自己种族和国家的人建立了伴侣关系,那么你很有可能在某个层面上是亲戚。的确,如果你在公共汽车上、公园里、咖啡馆或任何拥挤的地方环顾四周,你看到的大多数人很可能都是亲戚。当有人向你吹嘘他是征服者威廉或“五月花号”朝圣者的后代时,你应该立刻回答:“我也是!”从最字面和最根本的意义上说,我们都是一家人。

我们也惊人地相似。将你的基因与任何其他人类的基因进行比较,平均而言,它们将有大约99.9%是相同的。这就是使我们成为一个物种的原因。剩下的0.1%中的微小差异——“大约每千个核苷酸碱基中有一个,”引用英国遗传学家、最近的诺贝尔奖得主约翰·苏尔斯顿的话——赋予了我们个性。近年来,人们对人类基因组的解开大做文章。事实上,并不存在所谓的“人类基因组”。每个人的基因组都是不同的。否则我们都会完全相同。正是我们基因组的无休止重组——每个都几乎相同,但又不完全相同——造就了我们,既作为个体,也作为一个物种。

但是,我们称之为基因组的这个东西究竟是什么?还有,基因又是什么呢?嗯,再从一个细胞开始。细胞内部有一个细胞核,每个细胞核内有染色体——四十六个复杂的小束,其中二十三个来自你的母亲,二十三个来自你的父亲。除了极少数例外,你身体里的每一个细胞——比如说99.999%的细胞——都携带相同的染色体补体。(例外的是红细胞、一些免疫系统细胞以及卵子和精子细胞,由于各种组织原因,它们不携带完整的遗传包。)染色体构成了制造和维持你所需的完整指令集,它们由称为脱氧核糖核酸(DNA)的小奇迹化学物质的长链构成——它被称为“地球上最非凡的分子”。

DNA的存在只有一个原因——创造更多的DNA——而你的体内有大量的DNA:大约六英尺长的DNA被挤压进几乎每一个细胞中。每一段DNA包含大约32亿个编码字母,足以提供103,480,000,000种可能的组合,“保证在所有可以想象的几率下都是独一无二的”,用克里斯汀·德·迪夫的话来说。这可能性太大了——一个1后面跟着超过三十亿个零。“仅仅打印这个数字就需要超过五千本普通大小的书,”德·迪夫指出。看着镜子里的自己,思考一下你正在注视着一万万亿个细胞,而几乎每一个细胞都容纳着两码长、紧密压缩的DNA,你就会开始体会到你随身携带了多少这种东西。如果将你所有的DNA编织成一根细线,它的长度足以从地球延伸到月球再返回,而且不止一两次,而是反复多次。根据一项计算,你体内可能总共捆绑着长达两千万公里的DNA。

简而言之,你的身体热爱制造DNA,没有它你就活不下去。然而DNA本身并非活物。没有分子是活的,但DNA,可以说,尤其是不活的。用遗传学家理查德·列万廷的话来说,它是“生物世界中最不活泼、化学惰性最强的分子之一”。这就是为什么它可以在谋杀案调查中从早已干涸的血迹或精液斑中被恢复出来,并能从古代尼安德特人的骨骼中被提取出来。这也解释了为什么科学家们花了这么长时间才弄清楚这样一种神秘地低调——简而言之,如此没有生命的——物质如何能够处于生命本身的核心。

作为一个已知的实体,DNA的存在时间比你想象的要长。早在1869年,一位名叫约翰·弗里德里希·米歇尔的瑞士科学家在德国图宾根大学工作时就发现了它。在显微镜下仔细研究手术绷带上的脓液时,米歇尔发现了一种他不认识的物质,并称之为核素(nuclein)(因为它存在于细胞核中)。当时,米歇尔所做的不过是记录了它的存在,但核素显然一直留在他心中,因为二十三年后,在给他叔叔的一封信中,他提出了这样一种可能性,即这种分子可能是遗传背后的动因。这是一个非凡的洞见,但它远远超前于当时的科学需求,以至于完全没有引起任何注意。

在接下来的半个世纪的大部分时间里,普遍的假设是这种物质——现在称为脱氧核糖核酸,或DNA——在遗传事务中最多只起着辅助作用。它太简单了。它只有四种基本成分,称为核苷酸,这就像只有一个包含四个字母的字母表。你怎么可能用如此基本的字母表来书写生命的故事呢?(答案是你用与摩尔斯电码中简单的点和划创造复杂信息大致相同的方式来做——通过组合它们。)据任何人所知,DNA根本不做任何事。它只是待在细胞核里,可能以某种方式结合染色体,或者根据指令添加一点酸性,或者完成一些人们尚未想到的琐碎任务。人们认为,必要的复杂性必定存在于细胞核中的蛋白质里。

然而,在否定DNA方面存在两个问题。首先,它的数量如此之多:几乎每个细胞核里都有两码长,所以显然细胞以某种重要的方式重视它。此外,它不断地出现在实验中,就像谋杀案中的嫌疑人一样。特别是在两项研究中,一项涉及肺炎球菌,另一项涉及噬菌体(感染细菌的病毒),DNA暴露出的重要性只能通过认为其作用比当时主流观点所允许的更为核心来解释。证据表明,DNA以某种方式参与了蛋白质的制造,这是一个对生命至关重要的过程,然而同样清楚的是,蛋白质是在细胞核外制造的,远离据说指导其组装的DNA。

没有人能理解DNA是如何将信息传递给蛋白质的。我们现在知道,答案是RNA,即核糖核酸,它在两者之间充当翻译。生物学上一个显著的奇特之处在于,DNA和蛋白质不说同一种语言。近四十亿年来,它们一直是生物世界的伟大双人组合,然而它们却遵循着相互不兼容的密码,就好像一个说西班牙语,另一个说印地语。为了沟通,它们需要一个以RNA形式存在的媒介。RNA与一种称为核糖体的化学职员合作,将细胞DNA中的信息翻译成蛋白质能够理解并据此行动的术语。