描述
开 本: 16开纸 张: 轻型纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787559667984
★人人都能看懂的基因科普：以生动的故事和令人惊叹的事例为载体，让你深入了解基因学的奥秘，让看似抽象的科学变得具体而有趣。
★发现基因与日常生活的联系：书中揭示了基因与爱、战争和天才之间的关系，让你重新认识到基因如何影响着我们的日常生活和人类历史。
★少长咸宜的科普之旅。这套书适合各年龄段的读者，特别是对科学、历史和人类学感兴趣的读者。
一个人的DNA长度足以从冥王星到太阳之间打个来回？
每一项人类活动都在我们的DNA中留下了法医痕迹？
DNA的故事，不仅在空间上伸向无限的远方，也在时间上穿越无尽的过往。
这本书探索了生命的神奇密码：DNA。
这本书将揭开我们的基因密码所隐藏的无数秘密，让我们看到基因如何塑造了我们的身份和命运。它甚至可以让某些人由于他们的拇指具有非凡的灵活性而成为独特的小提琴家。
DNA不仅决定了我们的身体特征和遗传疾病，也记录了我们的历史和文化。从疯狂猫咪女士到没有指纹的人，从核弹幸存者到肯尼迪的肤色，从肖像画中的基因缺陷到智人与尼安德特人的杂交，从灭绝病毒的复活到人类DNA的无限延伸，作者用轻松幽默而又深入浅出的方式，讲述了DNA中隐藏的惊人故事，同时也展望了DNA对于我们物种未来的意义。
第一部分
A、C、G、T和你
如何阅读基因值
第一章 基因、怪人和DNA ：生物如何将性状遗传给孩子？ 11
第二章 达尔文主义的濒死：为什么遗传学家试图杀死自然选择？ 27
第三章 DNA断裂：大自然如何阅读和误读DNA ？ 49
第四章 DNA的乐谱：DNA储存了哪些信息？ 65
第二部分
我们的动物历史
造就会爬行、嬉闹和杀戮的生物
第五章 DNA的证词：生命演化为何如此缓慢——然后突然变得复杂？ 87
第六章 幸存者与肝脏：我们最古老、最重要的DNA是什么？ 108
第七章 马基雅维利式微生物：人类 DNA有多少真正属于人类？ 127
第八章 爱情与返祖：是什么基因造就了哺乳动物？ 145
第九章 猩猩人和其他几乎发生的事：人类与猴子何时分离，为什么？ 163
第三部分
基因与天才
人类如何变得太人类
第十章 鲜红的A、C、G、T ：为什么人类几乎灭绝？ 185
第十一章 大小很重要：人类如何获得异常大的脑？ 206
第十二章 基因的艺术：艺术天才在我们的DNA中有多深？ 223
第四部分
DNA的神谕
遗传学的过去、现在和未来
第十三章 凡是过去，皆为序章：关于历史英雄，基因能（以及不能）告诉我们什么？ 247
第十四章 30亿个小碎片：为什么人类并不比其他物种有更多的基因？ 268
第十五章 来得容易去得快？为什么同卵双胞胎不完全相同？ 286
第十六章 我们知道的（和不知道的）生命：现在到底会发生什么？ 306
结语：基因组学的个人化 323
致谢 326
引言
开门见山，这是一本关于DNA的书——挖掘埋藏在你DNA中几千年，甚至几百万年的故事，利用DNA解开与人类有关的、原本似乎不可能解开的谜团。是的，我正在写这本关于基因（gene）的书，而我父亲的名字是Gene（吉恩），我母亲的也差不多——Jean（简）。吉恩·基恩和简·基恩。除了发音上的滑稽，多年以来，我父母的名字经常让我遭到攻击：我的每个缺点和癖好都可以追溯到“我的基因们”，每当我做了一些蠢事，大家都会嘲笑“是基因们让我这么做的”。父母传递基因的过程必然与性有关，这一点只会雪上加霜，招致双倍羞辱，而我完全无法争辩。
最重要的是，从小到大，我害怕在科学课上遇到DNA和基因，因为我知道，就在老师转身的那两秒钟，俏皮话总会如期而至。即使没有，某个机灵鬼肯定也正在动这个脑筋。这种条件反射式的恐惧一直伴随着我，甚至是（或者说尤其是）当我意识到DNA是一种多么强大的物质时。到了高中，我终于克服了这种恐惧，但“基因”这个词仍然引起了许多异口同声的反应，有些令人愉快，有些则不然。
一方面，DNA让我兴奋。在科学中，没有哪个主题比遗传学更大胆，也没有哪个领域比遗传学更有望推动科学的进步。我指的不仅仅是那些常见的（通常是被夸大的）医疗方面的愿景。DNA复兴了生物学的各个领域，重塑了对人类的研究。但另一方面，每当有人开始深入研究人类的基础生物学时，我们都会抵制这种越界——我们不想被简化为“仅仅是DNA”。如果有人要修补这种基础生物学，可能是非常可怕的。
更暧昧的是，DNA提供了一件钩沉人类过去的强大工具：生物学已经通过其他方式成为历史。甚至最近10年左右[ 本书英文版出版于2012年。]，遗传学已经展开了相当于整本《**》的故事，我们曾以为这些故事的情节已经消失——要么年代太过久远，要么缺乏化石证据或人类学证据，无法拼凑出连贯的叙事。但事实证明，我们一直带着这些故事：在DNA黑暗时代的每一天，我们细胞中的小小“修道士”时时刻刻都在忠实地记录着这些“经文”，等着我们读懂那种语言。这些故事包含了人类从哪里来的宏大史诗，以及我们如何从最初的低等生物进化成人类这种目前最具优势的物种，但这些故事也以令人惊讶的独特方式呈现出来。
如果我能再回到学校一次（同时能给我父母起更安全些的名字），我会选择在乐队里演奏另一种乐器。这并不是因为（或者说不仅仅因为）我是四年级到九年级里唯一一个吹单簧管的男孩，更重要的是，在摆弄单簧管的阀键、低音补正键和吹孔时，我感觉自己非常笨拙。当然，这与缺乏练习无关。我把这种缺陷归咎于我的双关节[ 在医学术语中，双关节被称为“关节过度活动综合征”，指部分关节或所有关节的活动范围比普通人更大，比如小拇指能向后弯曲90度以上。
]手指和过度张开的大拇指。吹单簧管时，我的手指拧成难看的“发辫”，我经常觉得要掰一下指关节，而且它们会有响声。在很特殊的情况下，我的一个拇指会卡住，无法伸展，必须用另一只手松开关节。单簧管吹得比较好的女孩能做到的事情，我就是做不到。我告诉自己这毛病是遗传的，来自我父母的基因库。
离开乐队后，我一直没有机会反思关于手指灵巧度和音乐才能的问题，直到10年后，我听说了小提琴家尼科罗·帕格尼尼（Niccolò Paganini）的故事。帕格尼尼天赋异禀，而他一生都在对抗一个谣言：为了卓越的天赋而把灵魂出卖给了魔鬼（他家乡的教堂甚至在他死后几十年里都拒绝安葬他的遗骸）。事实是，帕格尼尼与更狡猾的主宰者——他的DNA——订立了契约。可以肯定，帕格尼尼患有某种遗传疾病，导致他的手指异常灵活。他的结缔组织非常坚韧，可以把小拇指往侧边拉，与其他手指形成一个直角（你也可以试试）。他还可以把手掌张得特别开，这在拉小提琴时是无可匹敌的优势。关于人们“天生”就会（或不会）演奏某些乐器的简单假设似乎是合理的，我应该早点放弃。我继续研究，发现“帕格尼尼综合征”可能导致严重的健康问题，关节疼痛、视力低下、呼吸困难、疲乏等问题困扰了这位小提琴家一生。清晨行军乐队练习时，我抱怨自己指关节僵硬，而帕格尼尼在事业的巅峰期经常被迫取消演出，在生命的最后几年里，他甚至无法在公众面前表演。对音乐的热情和对缺陷身体的完美利用，二者在帕格尼尼身上完美结合，这可能是人类所能期望的最好的命运。缺陷也加速了他的死亡，帕格尼尼也许并不愿意和他的基因订立契约，但他和我们所有人一样都身处契约之中，契约既成就了他，也毁灭了他。
DNA讲给我的故事还没有结束。一些科学家追溯诊断发现，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）、亚伯拉罕·林肯（Abraham Lincoln）和一些埃及法老都患有遗传疾病。另一些科学家探索了DNA本身，阐明了它深层的语言属性和惊人的数学之美。事实上，就像我高中时奔波于乐队、生物学、历史、数学和社会学之间，关于DNA的故事出现在各种各样的语境之下，把不同的学科联系起来。DNA讲述了人们在核爆炸中幸存下来的故事，北极探险家英年早逝的故事，人类物种濒临灭绝的故事，或者怀孕中的母亲把癌症传给未出世的孩子的故事。在有些故事中，科学照亮了艺术，比如帕格尼尼的故事；在另一些故事中，艺术照亮了科学，比如学者通过肖像画追踪基因缺陷。
我们在科学课上学到过一个事实，但一开始并不理解，那就是DNA分子的绝对长度。尽管DNA被挤压在细胞的微小“储藏室”内，但可以伸展到非常远的地方。一些植物细胞的所有DNA足以延伸300英尺；一个人的所有DNA足够从冥王星延伸到太阳，然后折返；地球上的所有DNA则可以横跨已知的宇宙很多很多次。我越是深入研究DNA的故事，就越能发现DNA的固有特性之一就是不断延伸——不仅在空间上伸向无限的远方，也在时间上穿越无尽的过往。每一项人类活动都在我们的DNA中留下了法医痕迹。无论DNA记录的是音乐、体育还是马基雅维利式微生物[ 马基雅维利（1469—1527）是意大利政治学家、哲学家，代表作有《君主论》，这本书的中心思想被总结为“为达目的可以不择手段”。因此，这里的“马基雅维利式微生物”可以理解为“不择手段的微生物”。
]，这些故事共同讲述了一个更宏大、更复杂的关于人类崛起的故事：为什么人类是大自然中最荒谬的生灵之一，也是大自然的无上荣耀？
但是，除了兴奋，基因还带给我另一种感觉：恐惧。在为这本书做研究的时候，我把我的DNA提交给了一家基因检测服务公司，尽管价格高昂（414美元），但我在以一种很不严肃的态度做这件事。我知道个人基因检测有严重缺陷，即使这门科学很可靠，但检测通常没什么用。我可以通过DNA得知我有绿色的眼睛，但话说回来，我自己有镜子。我可能会知道我无法有效地代谢咖啡因，但有很多个夜晚我因为喝了可乐而辗转反侧。此外，我很难严肃地对待提交DNA的过程。我收到了一个有橙色盖子的塑料小瓶，说明书上说用指关节按摩脸颊，从而使嘴里的细胞松弛下来。然后我不断往塑料小瓶里吐唾沫，直到装满三分之二。这个过程花了10分钟，因为说明书一本正经地写着，不能是一般的唾沫，必须是优质的、黏稠的、甜腻的唾沫，就像生啤酒一样，不能有太多泡沫。第二天，我把基因“痰盂”寄了回去，希望得到关于我祖先的惊喜。直到我去网上获取检测结果，读到了关于编辑敏感或可怕信息的说明，才开始冷静地反思。如果你的家族有乳腺癌、阿尔兹海默病或其他疾病的病史，或者仅仅想到这些就会让你害怕，那么检测服务可以为你屏蔽这些信息。你可以在一个方框中打钩，这样连你自己都不知道结果。让我措手不及的是“帕金森病”那一栏。我最早也可能最糟糕的童年记忆之一就是漫步在祖母家的走廊，把头探进祖父的房间——他因为帕金森病而在那里躺着度过了余生。
在我父亲的成长过程中，人们总是说他长得多么像我祖父，而我也得到了类似的评价，说我长得很像我父亲。所以，当我从走廊进入那个房间，仿佛看到的是变老之后的父亲用金属安全栏杆支撑在床上，也仿佛看到了未来的自己。我印象中有很多白色的东西——墙壁、地毯、床单，还有他身上的罩衫。我记得他身体前倾，几乎就要一头栽倒，他的罩衫松松垮垮，一绺白发无力地垂下来。
我不确定他有没有看到我，但是当我在门口踌躇的时候，他开始呻吟和颤抖，声音也颤抖起来。在某些方面，祖父是幸运的，因为祖母是护士，可以在家里照顾他，孩子也定期过来看望他，但他的身体和精神都大不如前。我记得最清楚的是他下巴上那一串黏稠的唾液，满是DNA。我当时只有5岁左右，很小，还不懂事。我至今仍为当时的落荒而逃感到羞愧。
导致祖父患上帕金森病的自我复制分子是否也潜伏在我的细胞里？——如今，陌生人就能读取数据，更糟糕的是，我自己也能。我的细胞里很可能没有，在我父亲体内，祖父的基因被祖母的基因稀释了；而在我体内，父亲的基因又被母亲的基因稀释了。但是，也可能有，也许，我很容易患上癌症或其他退行性疾病。不要“帕金森病”，我选择屏蔽这些信息。
和所有激动人心的历史一样，这样的亲身经历也是遗传学的一部分，甚至比其他历史更重要，因为每个人内心都至少埋藏着一个这样的故事。因此，本书除了讲述所有的历史故事，还会以这些故事为基础，把它们与今天正在进行的或未来将要进行的DNA研究联系起来。遗传学研究和它将带来的变化，在一些人看来就像不断移动的潮汐——不可避免的庞然大物。但它不是以海啸的形式，而是以小海浪的形式到达我们所在的海岸。当潮水涌上来的时候，无论我们自以为站得多远，都能感受到一波又一波的海浪。
不过，我们可以为海浪的到来做好准备。一些科学家已经承认，DNA的故事实际上已经取代了大学里陈旧的“西方文明课程”，成为关于人类生存的宏大叙事。理解DNA可以帮助我们理解人类的起源，理解我们的身体和心灵是如何工作的。理解DNA的局限性也有助于我们理解身体和心灵是如何失效的。同样地，对于那些棘手的社会问题，比如性别或种族关系，以及攻击性和智力等特征是固定的还是变动的，我们必须准备好接受DNA提供的解释（或无法解释）。我们还必须决定要不要信任那些热切的学者，他们虽然承认我们并不完全理解DNA的工作原理，但已经在谈论如何改善有40亿年历史的生物学构造，甚至把这当成一种使命。从这个角度来看，关于DNA最吸引人的故事是，人类物种存活了足够长的时间，有（潜在的）可能理解和掌握DNA。
本书所讲述的历史仍在构建中。本书每一章都只解答一个问题。叙事包罗万象，从遥远的微生物时代开始，接着是我们的动物祖先，然后缓慢过渡到灵长类和尼安德特人等原始人类的竞争对手，最后是现代文明人类，有着华丽的语言和开化的大脑。但在本书的最后，这些问题还没有得到完全解决。情况仍然是不确定的，尤其是这个问题：这场对DNA刨根问底的宏大人类实验将产生怎样的结果？
这本书是一部关于DNA和生命奥秘的探索之旅……基恩用轻松幽默而又深入浅出的方式，讲述了DNA中隐藏的惊人故事，同时也展望了DNA对于我们物种未来的意义。——《纽约时报书评》
这本书是一部关于DNA和人类历史文化之间紧密联系的揭秘之作……基恩用他丰富的知识和生动的语言，让我们看到了DNA在我们身体、心灵、社会和文明中所扮演的重要角色。——《华盛顿邮报》
第十二章 基因的艺术：艺术天才在我们的DNA中有多深？
……
和运动员一样，崭露头角的音乐家能否实现自己的天赋和野心，取决于微小的DNA片段。一些研究已经发现，一种关键的音乐性状——绝对音感（perfect pitch）——与KE语言缺陷有相同的遗传模式，因为拥有绝对音感的人会将这种天赋遗传给半数的孩子。其他研究发现，导致完美音感的基因更小、更微妙，而且这种DNA必须与环境线索（比如音乐课）协调一致，才能赋予这种天赋。除了耳朵，身体特征也可以成就或毁灭一个音乐家。谢尔盖·拉赫玛尼诺夫（Sergei Rachmaninoff）的巨手——可能是遗传疾病马凡综合征的结果——可以伸展12英寸，相当于钢琴上的一个半八度，这使他能够创作和演奏那些天赋较差的钢琴家会撕裂韧带的音乐。还有一个例子：罗伯特·舒曼（Robert Schumann）作为音乐会钢琴家的职业生涯毁于肌张力障碍（focal dystonia），这是一种肌肉减少，会导致他的右手中指不由自主地弯曲或抽搐。许多患这种疾病的人都有遗传易感性。作为补偿，舒曼至少写了一首完全不使用该手指的作品。但他从来没有放松痛苦的练习计划，尽管他设计的一个用来拉伸手指的简陋机械架可能加重了他的症状。
然而，在漫长而辉煌的患病和残疾音乐家的历史中，最矛盾的朋友和最暧昧的敌人莫过于尼科罗·帕格尼尼的DNA。帕格尼尼是19世纪的音乐家，是小提琴大师中的大师。歌剧作曲家（同时也是著名的享乐主义者）焦阿基诺·罗西尼（Gioacchino Rossini）不喜欢承认自己哭过，但他坦言曾经哭过三次*，其中一次是在听帕格尼尼演奏的时候。罗西尼放声大哭，而被这位笨拙的意大利人迷住的远远不止他一个。帕格尼尼留着一头黑色长发，他在音乐会上穿着黑色长礼服和黑色长裤，苍白、多汗的脸像幽灵一样在舞台上徘徊。在表演时，他的臀部会以奇怪的角度翘起，在暴怒地运弓[ 在弦乐器中，用来使琴弦振动从而发出声音的工具，叫作“琴弓”，操作琴弓的手法统称为“运弓”。
]时，他的肘部有时会以不可思议的角度交叉。一些鉴赏家发现他的演出非常戏剧化，并指责他故意在演出前磨损琴弦，这样它们就可以在表演过程中戏剧性地崩断。但没有人否认他的表现力：教宗良十二世（Pope Leo XII）授予他“金马刺教宗骑士团勋章”，皇家铸币厂用他的肖像铸造硬币。许多评论家称赞他是有史以来最伟大的小提琴家。古典音乐中的惯例是只有作曲家才能不朽，帕格尼尼几乎是唯一的例外。
帕格尼尼很少在音乐会上演奏古典大师的作品，他更喜欢自己的作品，这些作品突出了他手指灵巧的优点（他总是能取悦大众，也写了一些低级趣味的段落——用小提琴模仿驴子和公鸡）。从18世纪90年代的青少年时期开始，帕格尼尼一直在费尽心思地创作音乐，但他也了解人类的心理，因此关于他天赋起源的各种超自然传说也流传开来。有传言说，帕格尼尼诞生时，一位降临的天使断言没有人能把小提琴拉得如此动听。6年后，神的眷顾似乎使他像拉撒路[ 拉撒路，耶稣的门徒与好友，曾经被耶稣复活。
]一样复活。在他全身僵硬、陷入昏迷之后，他的父母认为他已经死了，甚至用裹尸布和其他东西把他包裹起来，突然，有什么东西让他抽搐了一下，使他避免被活埋。尽管有这些奇迹，人们经常认为帕格尼尼的天赋来自巫术，坚称他与撒旦签订了契约，用不朽的灵魂换取了无耻的音乐天赋（帕格尼尼曾经在黄昏时分的墓地举办音乐会，给自己的作品起名叫“魔鬼的笑声”和“女巫之舞”，仿佛他有过亲身经历，这进一步煽动了谣言）。另一些人则认为，帕格尼尼是在地牢中获得了这些技艺，据说他因为刺伤朋友而在地牢里被监禁了8年，除了练习小提琴没有更好的事情可做。比较清醒的人对这些巫术和罪孽的说法嗤之以鼻。他们耐心地解释说，帕格尼尼雇了一个不诚实的外科医生来剪断限制运动的手部韧带。就这么简单。
不管多么可笑，最后一种解释最接近事实。因为除了有激情、有魅力、能吃苦，帕格尼尼还有双异常灵活的手。他的手指可以伸展到不可思议的程度，仿佛皮肤快要裂开了。他的指关节也特别灵活：可以用大拇指绕过手背触摸小指（你试试），还可以像小型节拍器一样横向地扭动中指关节。因此，帕格尼尼可以快速完成其他小提琴家不敢演奏的即兴重复段和琶音[ 琶音，乐器演奏的一种基本技巧，指一串和弦组成音从低到高或从高到低依次连续圆滑地奏出。
]，快速连续地演奏出更多的高音和低音，有人声称每分钟可达1 000个音符。他可以轻松地实现双音演奏和三音演奏（一次演奏多个音符），并完善了不同寻常的技巧，比如左手拨弦，一种利用了自身柔韧性的拨弹技巧。拨弦的通常是右手（运弓的手），因此小提琴家必须在每一篇乐章中选择运弓还是拨弦。有了左手拨弦，帕格尼尼就不必选择。他灵活的手指可以用弓演奏一个音符，用手指拨下一个音符，就像两把小提琴在同时演奏。
除了灵活，帕格尼尼的手指也很强壮，尤其是大拇指。一天晚上，帕格尼尼的劲敌卡罗尔·利平斯基（Karol Lipiński）在帕多瓦观看了他的音乐会，然后他们去帕格尼尼的房间，和朋友们边吃晚饭边聊天。利平斯基发现，对于帕格尼尼这样的人物来说，餐桌上的食物少得可怜，主要是鸡蛋和面包（帕格尼尼甚至懒得吃，只吃了些水果）。他们喝了几杯酒，用吉他和小号即兴演奏了几场，这时利平斯基注意到了帕格尼尼的手。他甚至抱住了这位大师的“瘦骨嶙峋的小手指”，把它们翻转过来。“这怎么可能，”利平斯基惊叹道，“这些纤细的手指怎么能获得如此非凡的力量？”帕格尼尼回答说：“哦，我的手指比你想象的要强壮。”这时，他拿起一只厚厚的玻璃茶碟，把它悬在桌子上方——大拇指在上，其他手指在下。朋友们笑着围了过来，他们以前看过这个把戏。当利平斯基茫然地盯着他时，帕格尼尼几乎不可察觉地弯曲了他大拇指，啪的一声，把茶碟折成了两半。利平斯基不甘示弱，抓起一只茶碟，试图用自己的大拇指夹碎它，但盘子纹丝未动。帕格尼尼的朋友也做不到。“茶碟没有什么变化，”利平斯基回忆道，“而帕格尼尼恶意地嘲笑”他们徒劳无功。这种力量和敏捷的结合似乎很不公平，那些最了解帕格尼尼的人，比如他的私人医生弗朗西斯科·本纳蒂（Francesco Bennati），明确地把他的成就归功于那双奇妙的狼蛛一样的手。
当然，就像爱因斯坦的小提琴课，我们很难弄清楚这里的因果关系。帕格尼尼从小体弱多病，容易咳嗽和呼吸道感染，但他还是在7岁时开始了集中的小提琴课程。也许他只是在练习中放松了手指的肌肉。但其他症状表明帕格尼尼患有一种遗传疾病，埃勒斯-当洛斯综合征（Ehlers-Danlos syndrome，EDS）。患有EDS的人无法产生大量的胶原蛋白，胶原蛋白是一种纤维，可以使韧带和肌腱保持刚性，使骨头变得坚韧。胶原蛋白较少会产生马戏团演员具备的那种柔韧性。和许多患有EDS的人一样，帕格尼尼可以把他的所有关节向后弯曲到惊人的程度（因此他在台上可以这么做）。但胶原蛋白的作用不仅仅是阻止我们大多数人触摸脚趾，长期缺乏胶原蛋白会导致肌肉疲劳、肺功能下降、肠易激综合征、视力下降，以及半透明、易损伤的皮肤。现代研究表明，音乐家有很高的概率患EDS等关节过度活动综合征（舞蹈家也是如此），虽然这在一开始给了他们很大的优势，但后来往往会演变成膝盖和背部疼痛，尤其是如果他们像帕格尼尼一样站着表演。
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