第1章 有關三種黑猩猩的故事

當你下次去動物園，走過猿類的籠子旁邊時，可以設想一下猿類除掉所有毛發的樣子，另外再想象一下在它們旁邊的籠子里關著一些不幸的人類，他們被去掉了所有的衣服并且不能說話——除此以外他們在其他方面與往常沒有區別。據此，嘗試猜猜猿類的基因與人類的基因有多大的差異。你猜黑猩猩的基因構成與人類的有多少共同之處呢，是10%還是50%，又或者是99%？

在最近幾十年，科學已經解答了上面的問題。雖然仍有很多其他方面的問題還沒有答案，但我們現在對我們的起源有了相比以往更多的認識。每個人類社會對于自身的起源都極其需要一種解釋，為此他們都創作了自己專屬的造物神話?！暗谌N黑猩猩”就是我們這個時代的創世故事。

三個問題

幾個世紀以來，我們在動物王國所處的位置已經相對清晰了。我們是哺乳動物，屬于動物族群中具有毛發并養育幼崽的一類。在哺乳動物中，我們屬于靈長類動物，這類動物還包括猴子和猩猩。我們具有靈長類動物的特征，而那是大多數非靈長類動物所不具備的，這些特征包括：扁平的手指甲和腳趾甲（而非爪子），具有抓握能力的手掌，可以與其余手指反向運動的大拇指。在靈長類動物中，相比猴子而言，我們同猩猩（包括大猩猩、黑猩猩、紅毛猩猩和長臂猿）的相似性更多。首先，猴子是有尾巴的，但猩猩和人類是沒有的。長臂猿則同其他猿類的差異較大，因為它們相對體型較小，并且有著非常長的手臂。大猩猩、黑猩猩、紅毛猩猩和人類這四者中任意兩個物種之間的相似性，都要比它們當中的任一個與長臂猿的相似性大得多。在我們靈長類物種之間的相互關系內再進一步探究時，科學家遇到了困難。這個探究引發了激烈的爭論，爭論的焦點集中在三個問題上：

? 在人類和現存的猩猩物種，以及作為我們祖先的已經滅絕的猩猩物種之間，具體的家系圖譜關系是怎樣的？如果我們知道這個問題的答案，那么我們就能知道現存的哪種猩猩是我們最親近的親戚。

? 我們和最親近的現存親戚在何時有著共同的祖先？這個問題將能告訴我們人類在多久之前從家系圖譜上分離出來。

? 我們的基因構成與我們最親近的現存親戚之間有多少共同點？這個問題可以告訴我們在我們的基因中有多少比例是人性的獨特部分。

化石證據也許能回答前兩個問題，但仍有一個不幸的事實，那就是在非洲幾乎沒有發現500萬到1400萬年前這一關鍵時期的任何猩猩化石。這個問題的答案反而來自一個始料未及的領域——一個有關鳥類物種分類的研究計劃。

來自鳥類世界的一個線索

在20世紀60年代，分子生物學家開始意識到構成動植物的化學成分也許可以作為測量物種之間基因差異的“時鐘”，進而可以區分出這些物種在多久之前開始從演化圖譜中分離開來各自演化的。

以獅子和老虎為例，假設我們從化石中發現獅子和老虎在500萬年前分開演化。再假設獅子身上的某一個分子與老虎身上的同一分子有著1%的差異，那就意味著1%的基因差異相當于500萬年的分離演化。這樣，如果科學家想比較兩個現存物種，但沒有化石來體現它們的演化歷史，科學家就可以查看兩個物種在那個共同分子上的差異情況。如果兩個分子的差異是3%，科學家就可以知道這兩個物種從它們共同的祖先開始已經分別演化了1500萬年——也就是500萬年的3倍。

在20世紀70年代，查爾斯·西布利（Charles Sibley）和喬恩·阿爾奎斯特（Jon Ahlquist）這兩位科學家利用基于DNA變異的分子時鐘方式研究了大約1700種鳥類的演化關系，這些被研究的鳥類數量占到了所有現存鳥類數量的1/5。10年后，他們用同樣的技術研究了靈長類動物的演化。為了這項計劃，他們研究了人類和所有我們最親近的物種的DNA，這些物種包括通常所說的黑猩猩，波諾波猿（或稱為倭黑猩猩）、大猩猩、紅毛猩猩、兩種長臂猿以及七種猴類。他們的研究成果使我們對靈長類家族譜系有了新的認識。

靈長類家族譜系

在科學家們研究靈長類動物的DNA時鐘時，他們發現最大的差異出現在猴類這個分支與猩猩、人類另一個分支之間。這一發現并沒有什么令人吃驚的地方，因為自從科學界發現猿類以來，每個人都贊同人類和猿類之間很相近，相似程度要大于人類或猿類中任一種與猴類之間的相似性。分子鐘顯示猴類同人類、猿類之間有著7%的DNA結構差異。分子鐘還表明長臂猿是最疏遠的猿類親戚，它們同其他猿類、人類之間有著5%的DNA結構差異。紅毛猩猩則和大猩猩、黑猩猩、人類之間有著3.6%的差異。這些發現表明長臂猿和紅毛猩猩在很久以前就同猿類家族中的其他成員發生了分化。今天，長臂猿和紅毛猩猩只在東南亞有出現。相反，大猩猩和黑猩猩只在非洲有發現，而那里正是最早期的人類的家園。在猿類中，最親近的兩個物種是兩類黑猩猩，即普通的黑猩猩和波諾波猿，它們的DNA有99.3%是相同的。

DNA制作的時鐘

分子時鐘技術的原理是這樣的：假設某類分子存在于所有物種身上，但在每個物種身上有著獨特的排列結構；假設這一結構會因基因突變而在幾百萬年的時間內發生緩慢的改變，而且這種改變的速率對所有物種是一致的。

起源于同一祖先的兩個物種在起初有著同一排列的分子結構，那是從它們的祖先那里繼承的。然而，隨著時間的流逝，在各自物種系譜里會分別發生基因的突變，這些突變會改變兩個物種中那一個共同分子的結構。我們可以測量兩個物種中這個分子結構的現有差異。然后，如果我們能夠知道平均每100萬年會發生多大程度的結構變化，那么兩個物種的現存差異就可以充當一個“時鐘”，告訴我們從兩個物種的共同祖先開始到現在已經過去了多少時間。

大約在1970年，分子生物學家發現最佳的分子“時鐘”是脫氧核糖核酸，或者稱為DNA。在所有現存生物中都發現了這種分子，但每個物種都有著自己獨特的分子結構。DNA由兩個長鏈條分子構成，每個鏈條由四種類型的小分子組合構成。這些小分子通過排列或順序的差異就能攜帶從親代傳給子代的所有遺傳信息。

為了測量DNA結構的變化，科學家們使用了一種稱為DNA雜交的技術。他們將兩個物種的DNA混在一起，然后測量這個混合的或者說是雜交的DNA的溶解點。接下來比較這個雜種DNA的溶解點和某一物種的純DNA溶解點之間的差異，研發發現大約一個攝氏度的差異意味著兩個物種有著大約1%的DNA差異。

最后一步就是校正，或者說是設定DNA時鐘，這意味著要將DNA的變化同經過的時間進行關聯。至此我們可能會知道兩個物種的DNA有著1%的差異，但除非我們知道DNA隨時間變化的速率，否則我們無法知道這兩個物種已經各自演化了多久。為了校正DNA時鐘，科學家會研究那些演化歷史能夠通過化石準確追溯的物種。在鳥類研究的例子中，化石證據和來自現存鳥類的DNA研究都發現DNA中的某一個基因（稱為細胞色素b）似乎每隔100萬年會發生1%的變化。

利用這個信息，科學家可以測量任意兩個現存鳥類物種在細胞素b上的差異，據此可以知道這些物種從它們的共同祖先開始已經分開演化了多長時間。

我們該如何對待猩猩？

既然我們知道黑猩猩與我們的基因差異是如此的小，那么關于我們和猩猩的各自地位的觀念也可能隨時間而改變。可能發生轉變的一個方面就是我們對待猩猩的方式，這就涉及了倫理問題——關于什么是對、什么是錯的問題。

將猩猩關在動物園中的籠子里進行展示，這是人們可以接受的共識，但是如果對人類做同樣的事情，則是人們所不能接受的。而且如果不是為了滿足一些人在參觀動物園時對猩猩的興趣，民眾在保護野生猩猩的捐款上投入的可能會更少。一方面我們渴望在動物園內收養黑猩猩和其他猩猩，另一方面我們的知識提醒我們黑猩猩與人類是那么密切相關，我們該如何在兩者之間平衡呢？

在黑猩猩身上進行藥物實驗是一個備受爭議的話題。在不向人們說明利害并獲得其同意的情況下，對人類進行實驗是不道德的，或者說是錯誤的。那為什么在黑猩猩身上進行這樣的實驗就是可以的呢？如果我們說那是因為黑猩猩是動物，那么就我們的所作所為而言，這也就意味著我們將它們視為與昆蟲和細菌無異的，因為昆蟲和細菌也是動物。但是如果我們考慮到智力、社會組織，以及對疼痛的感受能力，那么很難在所有人類和所有動物之間劃出一條全或無的明確界線。相反，我們在研究不同物種時應采取不同的倫理準則。對于現在用于藥物研究的動物物種而言，如果說其中有一種動物讓我們有理由要求停止所有施加于其身上的所有實驗，那么這個物種一定就是黑猩猩。

令事情更加糟糕的是，用于研究的黑猩猩通常是在惡劣的條件下關押著。我所遇到的第一只用于研究的黑猩猩被注射了一種慢性的致命病毒。它被單獨關在一個室內的籠子里，長達數年之久，而且在它死去之前沒有獲得任何可以玩耍的東西。另外，在捕捉研究用的黑猩猩的過程中，常常要殺死多只野外黑猩猩才能獲得一只，而捕獲的那一只通常是還在由它母親正在照料著的幼崽。

然而，藥物研究者之所以用黑猩猩來進行實驗，正是因為它們在基因上與我們極為相似。相比在任何其他物種身上進行實驗，在黑猩猩身上進行的實驗能為提升藥物治療效果提供極大的幫助?，F在，研究者們在利用囚禁的黑猩猩研究某些疾病。面對那些可能因這些疾病而喪生的孩子的父母，我們該如何向他們解釋他們的孩子還不如黑猩猩重要？從根本上講，不只是這些科學家，我們大眾本身也不得不做出這些可怕的抉擇。而我們對人類和猩猩的態度將會影響我們的決定。

那么人類呢？我們的DNA與大猩猩之間有著大約2.3%的差異，與兩種黑猩猩之間都有著大約1.6%的差異。這也就是說我們的DNA與黑猩猩這一我們最親近的現存親戚之間有著98.4%的共同之處。換個角度說，黑猩猩最親近的親戚并不是大猩猩，而是人類。

經過對靈長類動物的校正后，分子鐘表明大猩猩從黑猩猩和人類這一分支中分化出去是在大約1000萬年前。人類祖先同黑猩猩分開演化大概是在700萬年前，換句話說，人類在自己的道路上進行演化的歷程已經有700萬年了。我們同黑猩猩之間的基因距離要比兩種長臂猿之間的差異（2.2%）還要小。以鳥類世界為例，紅眼綠鵑和白眼綠鵑都是鳴禽，都屬于同一個屬，或者說是緊密相鄰的物種分類，但它們的基因有著2.9%的差異，比我們和黑猩猩之間的差異要大得多。按照基因距離的理論觀點，人類、普通黑猩猩和波諾波猿應該劃歸到同一個屬。從這個角度看，人類是黑猩猩物種下的第三個分支。

人類與黑猩猩之間的差異

只憑著1.6%的基因差異，黑猩猩是怎么變成人的呢？準確地說，這個過程中有哪些基因發生了改變呢？想要回答這些問題，我們需要理解作為我們基因材料的DNA的工作機制。

就目前的認識而言，我們身體中DNA的大部分并沒有什么功能。而在那些具備已知功能的DNA中，主要的功能都是與蛋白質有關的，那是一種長鏈條的氨基酸。我們身上那些功能性的DNA中的一部分可以掌控蛋白質的制造。它的工作機制如下：我們DNA中的這些小分子的序列可以指定或者引導我們身上蛋白質中的氨基酸的排列。某些蛋白質會構成我們的頭發和組織，而另外的蛋白質可以構成酶——可以形成和分解我們身體中的其他分子。

最容易被人理解的基因特征通常是那些由單一蛋白質和單一基因（或者說是DNA片段）控制的。例如，我們血液中負責氧氣運輸的蛋白質被稱為血紅蛋白，它是由兩個氨基酸鏈構成，而每個氨基酸鏈均由一個單一的基因調控，但是其他的基因所影響的特征常常不止一個。比如，泰伊——薩克斯二氏?。═ay-Sachs）這一致命性的基因疾病可以引發多種可見的外在特征：流口水，不正常的顱骨增長，皮膚泛黃，等等。我們已經知道所有這些影響均是源自泰伊——薩克斯這個基因調控的一個酶發生了轉變，但我們不知道過程是怎樣的。

科學家已經知道了一些單個基因的功能——調控單個蛋白質，但是我們對于基因如何塑造復雜特征（比如行為）的過程仍然所知甚少。人類印記是指那些像藝術、語言或者侵略性等可以將我們定義為人類的特征行為，它們似乎并不只是依賴某一個單獨的基因。而且，人類的行為還受到家庭、文化、營養以及每個人所處環境中其他方面的影響。在人類的個體差異中基因扮演著什么作用，仍存在很大的爭議。但就所有黑猩猩與所有人類之間的行為差異而言，基因差異似乎扮演著重要的作用。

例如，人類具備說話的能力而猩猩不具備，這一定與調控發音盒子結構（喉頭）和大腦聯結的基因差異有關。一名心理學家在家中收養了一只黑猩猩幼崽，并且它的年齡同心理學家的女兒一樣大，而當女兒學會說話或直立行走時，黑猩猩卻學不會。人類長大后學會說話，這無疑是因為我們的基因程序所致。但至于一個人長大后是說英語還是韓語則與基因無關，而是取決于這個孩子長大過程中聽到的是什么語言。

我們仍然不知道我們DNA中的哪一部分可以解釋人類和黑猩猩之間的顯著差異——后面四章我會逐一介紹這些差異。我們唯一能夠確定的是這些差異必然來自那1.6%的基因差異中的某些部分。我們也十分明確地知道僅需一個或一小部分的基因就可以產生巨大的影響。畢竟在泰伊——薩克斯病患者和正常人之間存在的那些大量的、外顯的差異只是源自一個酶的改變。

麗魚（cichlid fish）是一種在水族館中經常能見到的魚，它也展示出了基因的細小變化所產生的影響。在非洲的維多利亞湖中，有著近200種麗魚。所有種類都從一個共同的祖先演化而來，演化的時間大概只有20萬年。這些魚類在飲食習慣上的差異是相當大的，堪比老虎和奶牛的差異。有些是吃海藻的，有的抓昆蟲，有的吃其他魚身上的鱗片，有的吃蝸牛，還有一些攝取雌魚排出的魚卵。然而，所有這些種類之間的差異只是因為它們DNA中不到0.5%的差異。將一個肉食者轉變成一個素食者所需的基因突變要比將猩猩變成人類所需的基因突變更少。