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鬼金羊夫妇乘坐的太空梭对接完成,留守的研究人员在舱门口等候,这是鬼金羊离开最长时间的一次,这一次之所以耽搁时间比较长,主要是为了准备他自己提出,经过诺姆救灾委员会批准的“诺姆人类基因移民项目”。鬼金羊在地面准备了3年,这3年期间鬼金羊隔空指导太空信使实验室的研究,这其中的研究也在转移着研究方向。因为当把太阳系地球作为诺姆人殖民的目标地后,研究地球生态发展就成了当前研究的重点。而地球生命DNA与诺姆生物相关性已经做出了重要结果,这是星际两地生命对接的基础。
这次来信使实验室,只带来了生活用品,很少的维修设备。 还没有收拾妥当,鬼宿就急着问“女土蝠在哪?”“她在演播室”张月鹿说“知道你今天到,她在那里准备课件。”
“她的重大发现不但改写过去对生物演化的观点,也可能对我们今后的工作有很大帮助,我们一起去看看。”
鬼宿带领一众人到了演播室。
演播室的屏幕上已经打开,上面打字写着“生物演化的上帝之手”看见鬼宿带头进来,女土蝠微微的鞠了一下躬,算是打了招呼。女土蝠在这里工作是最长时间的,自从生物学家团队开始进驻,她就没有离开过,在这里工作应该超过10年了,用她自己的话说,她已经成仙,返回人间走路都不会了,好像这里走路已经不是迈开步的样子,总是一种飘忽悠然的样子。这话可能不会错,虽然经常锻炼,肌肉不会萎缩,但是行走的姿态已经把握不好了。 女土蝠是个老姑娘,她的男友本来是一个宇航员,在开发恩美雅的EMI工程中失事去世了,从此她就进入到了自闭状态,是她要求来太空实验室长住,大家都知道她的想法,这里离她男友的亡灵更近一些。关于这一点,女土蝠也很郁闷,诺姆人从一而终的基因虽然造就了忠贞的爱情,但是不幸的事件经常发生,这对另一半是如此的不公。尽管人们认识到这一点,从理智上可以克服,但是基因固有的由此产生的抑郁是一种常见的诺姆人类特有的疾病。诺姆生物的男女关系或者说雌雄关系虽然很多是这样的形式,但是也有一些生物具有花花肠子的生活。在它们的DRD4基因中,包含至少一个变体7R+,那么这样的生物比其它生物有更高的概率一夜情,也有更高的概率出轨。也就不存在从一而终。这种情况可能更会演绎浪漫的刺激的偷情故事。 等大家坐下,女土蝠开始了她的演讲 太阳信使除了证明地球生命与诺姆生命甚至是宇宙间生命的发展历程有着诸多相似之处外,在这块有着地球古老印记的陨石还记录了地球生命发生的许多大事件。这些事件表明了生命演化过程的连续性和偶然性。 科学家在发掘这块陨石时,发现了一个正在发生的事情,一个正在结束和一个正在开始的生物划界时代。 在陨石中的一个小洞穴中发现了两个保存比完整的生物亚化石。一个是爬行动物的成年雌性,一个是哺乳动物的幼体。 大屏幕上展示着对比图片 开始大家认为,这就是这些爬行动物与哺乳动物交叉存在的证据。按着一般从卵生到胎生的发展顺序,认为爬行动物在这次事件之后的大规模灭绝给哺乳动物的生存留下了生存与成长的空间,这个空间也包括了动物生存的基础环境,比如对初级生物的适应性。 经过深入研究发现,在这个洞穴中仍然有其它相同的爬行动物化石,其腹中存在不正常的胚胎,而这个胚胎竟然与这个哺乳动物幼体有相同的基因。显然这个胚胎不是当作食物吃进肚子里的,而是位于爬行动物的zi gong当中。这个动物当时还是卵胎生的,这个母体比之前的同类有了育儿袋,这个卵胎生的小动物是在这个育儿袋中逐渐培养成能够独立生活的动物。而与它的幼崽同类的哺乳动物有胎盘附着于zi gong内,经分析,胎盘来自于病毒的合包素(syncytin),合胞素和一种叫做三聚体包膜糖蛋白(env)的病毒蛋白质几乎一摸一样。这个 env 的功能就是麻痹宿主,让病毒和宿主细胞融合。而制造合胞素的基因,正是来自逆转录病毒。这种病毒已经侵入爬行动物,表明看起来好像是卵胎生爬行动物感染了严重的疾病。实际上改变了爬行动物的生产方式,产生了育儿袋,具备了一定的胎盘功能。可以得出的结论是,这种哺乳动物原始母系没有生成胎盘,只有一个半成品--育儿袋。但是这种三聚体包膜糖蛋白(env)的病毒属于内源性病毒,这种病毒在成为哺乳动物的后代成为显性表达,生成了胎盘。这在诺姆Aphrodite Terra大陆的有袋类生物就是同一个类型,也就是三聚体包膜糖蛋白(env)病毒在Aphrodite Terra大陆的哺乳动物没有生成胎盘。甚至是这种三聚体包膜糖蛋白(env)病毒在Aphrodite Terra大陆的人类都没有生成准生理功能的育儿袋。同一种病毒在不同生物体内表达不一样,有的根本不表达,也就是不会被感染。 屏幕上展现出哺乳动物受精卵着床和胎盘生成的想像过程。 这个胚胎像感染一样的病变,根本不是一般的感染,而是怀孕过程的正常现象。那些与冠状病毒一样的东西,实际上是一种内源性逆转录病毒,每一个哺乳动物的 DNA 上均有内源性逆转录病毒的遗传密码。这些内源性逆转录病毒是数百万年前浸染到哺乳动物的细胞中的,由于适应了哺乳动物细胞的环境而保留了下来。哺乳动物的生命演化过程,尤其是在胎生繁殖方式的演化过程中,内源性逆转录病毒起了极其重要的作用。内源性逆转录病毒在胎盘的产生和保护胎儿方面起了关键性的作用,正是它使得胎儿免受病原感染和不被母体的免疫系统所伤害。 病毒学家已经在所检查的每一种哺乳动物的基因组中找到了内源性逆转录病毒的遗传基因,诺姆人类身上的内源性逆转录病毒至少有1000种,而且,很多内源性逆转录病毒在诺姆人身上有100多万年的寄生史。内源性逆转录病毒的绝大部分时间都处于休眠状态,只是不时地在人类的DNA上的一些地方插入多余的片段。然而,在胎盘和一些胎儿组织中,有一些内源性逆转录病毒处于活跃状态,指导其所寄生的细胞产生内源性逆转录病毒的蛋白质,组装成内源性逆转录病毒颗粒。一旦胎儿出生,内源性逆转录病毒就转为休眠。 内源性逆转录病毒在两个方面起到保护胎儿的作用:一是帮助胎盘细胞融合成多核细胞层,二是防止周围免疫细胞的危害。 这种改变表明了生物种群的灭亡与诞生在物种类别群的发生,这是一种划时代大规模的演变。也就是生物在一个种属一个地区的整体性演变。 生命基因的改变或者说引起生命的演化,之所以来自于族群,是因为在演化过程中,与目标生命共同演化的微生物也是基于此,微生物的感染能力就会出现局限性,也就是在某类生物中有感染力。当出现这种生物的集体微生物感染或者是主要功能性的感染,势必会造成这种生物的灭绝或者演化。比如禽流感感染不仅是家禽也会感染野生禽类,这种感染会造成种群灭绝的危险。生物演化的种群也是如此,某种生物相关的微生物可以使得这类生物演化出同一科的生物,尽管他们从个体到外观有差别,甚至之间存在生殖隔离,但是它们属于一个种群的共同进化生物,或者说是同科,比如猫科的不同地区的不同外观的生物。 屏幕切换着同科生物不同形体的对比图片,这些生物出现在不同地区。 生物一旦进入一个完整的个体,也就是这种微生物对这类生物的改造完成,剩下的就是这种生物稳定的生存,直到下一个共同体出现,可能进一步的演化再次发生。当个体开始在稳定生存过程中,这种生物只有自然地衰败,也就是在这种生物稳定过程中,繁衍是其延续的最大可能,然而繁衍也是造成衰败的原因。在繁殖过程中,包括活体生存时的细胞繁殖,基因错误不断产生,隐形病态遗传也在不断地积累,逐渐的会造成这个群体衰微,直至最后灭亡。如果在这一过程中共同体生物产生有意义的效果,可能会引起演化,使得这个物种再次换发青春,这时候的新物种可能和原来大相径庭。比如从卵生到胎生的过程完全是微生物病毒改造的。 从这里可以看出,我们所说的进化与演化的区别,进化是在个体基础上基因或者基因表达从量变到质变的过程,而演化则是外来因素改造群体基因的变化。进化一直在追求生物连续变化的链条,而演化则是在探索一种生物灭绝与诞生的契合点。而在进化论的指导下,生物灭绝都发生于宏观的外界环境的变化,而演化则在研究生物生存环境本身微观的变化。事实证明,生物的发展都是在微观方面的改造促进了生物变化,正如我们前面说的,从卵生到胎生过程中微生物所起的作用。 因此可以针对二倍体生物研究建立一个简单的数学模型,并据此估计了将一个有利的基因突变分布到整个种群中所需要的额外死亡的数目:对于带有半显性突变的二倍体生物来说,额外死亡的数目是一代种群规模的30倍。这个结果要远远高于之前由简单的玩具模型推断出的额外死亡数目,仅是一代种群的规模。 在这里所提到的“额外死亡”是指有利于提高整个种群中的基因突变,适应环境的突变,概率的死亡,也是“有用的死亡”。因此,从生物演化的角度看,在恶劣的自然环境中,这些死亡似乎并不是没有意义。 根据近期研究的有关人类和类人生物基因组的分析数据,我们可以粗略计算,从类人祖先演化到现代人的过程中,经自然选择被留下来的是100000个基因突变。 基因序列分析技术也能估算出从类人生物到智人的演化过程中整个谱系的种群规模。很显然,这个数目在数百万年的演化期间是动态变化的,既有种群扩张的时期,也有比较严重的瓶颈期。一个合理的折中结果是,一个种群有大约50000个个体。 新型基因突变会从单一拷贝转变为主导基因,并最终固定下来;这个过程伴随的额外或有用死亡的数目大约是一个种群数目的30倍。 根据自然选择的基因突变数目、种群规模以及30倍的因子,我们就可以估算出从类人祖先演化到现代人所需要的最少的有用死亡:100000(自然选择的基因突变数目)*50000(种群规模)*30(因子)=150亿。 而从类人祖先到现代人的物种演化过程中,如果不考虑是否有利于提高基因突变概率,一共有多少个体死亡呢?以类人祖先与人类祖先分离以来的时间为基础,根据所估计出的种群规模(50000)和平均世代数(700万年/20年=350 000),我们可以估算出,总的死亡数目为17.5亿。从这个数量上看,认为的大灭绝是有根据的。 用于人类演化的、自然选择所需要的有用死亡数目为什么比总的个体死亡数目还要大呢?应该如何解释这个结果? 在很大程度上,这个结果受到了“性”的影响。基因演化的过程,是在生物体繁殖后代的过程中完成的。如果说一个雄性具有一种有利的基因突变,一个雌性具有另一种位于基因组不同位置的有利突变,那么,在它们产下的后代中,其中一个可能同时带有这两种有利的基因突变,而另一个可能没有任何一种有利突变。 拥有不同基因的后代就拥有了不同的生存能力:带有两种有利突变的幸运儿能够更好地适应环境而生存下来并繁殖后代,而另一个“双倍不幸”的孩子则可能死亡。这时,一次死亡同时增加了两种有利基因突变的概率。 这个结论同样适用于具有两个、三个甚至多个基因突变的双亲。动物之间用于繁殖后代的性行为,使得死亡本身就能促使多个有利的基因突变被最终固定下来。因此,我们可以推断,生命的代价是死亡,但是“性”提高了死亡的“交换价值”。 死亡可以被度量吗?一个个冰冷的数字也许过于残酷,死亡的价值也如同生命一样难以用唯一的标准衡量。 这些研究让我们知道了,在生命不断演化的过程中,确实有上帝之手不断地在按着她自己的意图改变这世界,而这个改变却不遵从生命本体的意志。这个天择和我们过去认识的天择是根本不同的,以前我们认为是环境改变或者塑造生物面貌,最常用的例子是镰形细胞与恶性疟疾,认为镰形血红素较能抵抗疟原虫造成的伤害。由于镰形血红素的这种抗力,在恶性疟疾常发地区,细胞中带有一个镰形细胞基因自有其益处。有恶性疟疾的疫区的天择有利于镰形细胞基因的存在。在这些地区,镰形细胞基因发生率多达百分之五以上,甚至高至百分之二十天择呈平衡状态。当这种基因变得普遍时,有较多的人身上会得到两个镰形细胞基因,故死于遗传性贫血症的人较多。当它变得罕见时,就有较多的人死于恶性疟疾。几个世纪以来,这些地区出现的这类基因百分比,依据他们罹患恶性疟疾的频率多寡而升降。这个表面上的天择,只不过是一种巧合的平衡,因为那个产生镰形细胞是由于人类46条染色体上面的10亿个核苷酸,其中一对核苷酸(一个基因字母)发生了随机代换,由其他的核苷酸取代而造成的。每个血红素分子是由574个氨基酸组成的,其中有两个是谷氨酸(glutamic acid)。这一基因字母的改变,使得缬氨酸(valine)取代了其中一个谷氨酸。 由于红细胞上的缬氨酸取代了谷氨酸,这使得当红细胞附近环境缺氧时,各个血红素分子便做长纺锤体状线形排列。这个排列方式将红细胞扭变成镰刀状。带有两个这样的基因,会把三分之一的红细胞变成镰刀状,并引起严重的贫血症。这其实是人类衰退的一个迹象,碰巧了能抵御疟原虫,但是根本的是这种变异是造成人类死亡的原因之一。根本不是天择进化,它的变异是有害的。 从上所述我们可以预感到,地球生物的演化过程和诺姆生物演化过程基本一样,这种生物基础是能够托管我们的生命;我们的基因可以通过技术手段移植到地球生物体内,让我们得以再生。 当然这个基因移植植根于地球生物的基础,不会影响地球生物正常的生理状态,然而却是自成一体的新生物,比如我们曾经成功实验过的代父技术。 女土蝠讲完,张月鹿说“你刚才说的通过性进行完善族群的进化,和你前面说的种群阶段式演化好像有点矛盾,毕竟通过性完善的进化在演化过程中将产生混种可能,这与生物多样化的现实矛盾。”“不矛盾”女土蝠说“任何能够成为族群特征的进化,都是生殖过程遗传下来的。我这里仅仅是举了一个性遗传的微观行为。实际上,在发生基因突变时,一定是在种群中,也是在封闭的地方性上,在种群中不会只有个别生物体基因发生突变,我前面讲了对于高等生物的基因突变是由微生物种群作用的结果,这个微生物种群具有地方性和种群的针对性。”
“那白兰酋联邦国的人算不算基因变异?”
胃土雉问
“严格来讲只是基因表观性变化”女土蝠说“如同你的眼睛颜色或者个头高低,这些都会通过性遗传。优特邦国的人依然可以和白兰酋人混种。高等生物存在更复杂的基因调控的模式——这事实上才是决定生物体之间差别的关键因素。关于调控模式的信息蕴含在基因组里,但它又不是基因。”