提起“基因”，誰都不陌生。不過聽得最多的可能是“轉基因”食品，到底對我們的健康究竟有沒有影響呢？吵來吵去也沒個定論。但是，關於到底什麼是基因？我估計大多數人都答不上來，只知道它跟我們的遺傳有關。比如看見聰明漂亮的人，就羨慕人家“基因好”，意思是從爹媽那兒遺傳來的，對吧？
從定義上來說，基因其實就是遺傳因子，是具有遺傳效應的DNA片段，裡面儲存著生命過程的全部信息，你的生老病死全跟它有關，受它控制。隨著信息技術的發展，超級運算的能力越來越強大，遺傳學領域也出現了巨大的進步，通過分析基因的數據，就能預測出個體患上某種疾病的幾率，或者是分析出你的祖先是什麼人種，等等。
01 探索遺傳導致了基因的發現
要說基因的故事，我們還要從1864年講起。當年，奧地利植物學家孟德爾在繁殖豌豆苗的時候發現，親代的植株會把某些性狀完好無損地傳給子代。什麼叫“完好無損”呢？比如說，如果把一棵高的豌豆苗跟一棵矮的豌豆苗雜交，後代只會出現高植株，不會出現不高不矮的情況。換句話說，孟德爾發現了一條重要的規律：遺傳信息是以不可分割的單位一代一代往下傳。這些不可分割的單位，實際上就是遺傳過程的最小單位——基因。
幾年後，荷蘭植物學家雨果·德弗里斯，在孟德爾實驗的基礎上，把遺傳學跟達爾文的進化論結合起來，提出了一個觀點——所有動物並非出自上帝之手，而是早期的動物經過緩慢而漫長的演化而來的。
應該說，孟德爾的遺傳學理論和達爾文的進化論，可以說結合得天衣無縫。假如物種真如達爾文所說是演化而來，那麼動物肯定需要一定的載體把身體特徵傳給下一代，這個載體就是基因。德弗里斯把孟德爾的理論推進一步，提出了“基因突變”的概念，也就是說在環境的作用下，基因會隨機產生突變，產生不同的突變體。
我們把這三位科學家的理論結合起來，就形成了物種演化的完整藍圖：大自然產生隨機的突變基因，由父母傳給孩子。隨著時間過去，有利於個體生存的基因會被保留下來，代代相傳，而不適應的基因就會慢慢被淘汰。也就是說，自然選擇的對象並不是個體，而是基因。
02 基因由DNA組成，不同基因的共同作用決定了表現型
基因的發現回答了一個重要問題，那就是物種的特徵是如何遺傳的。可是新的問題又來了：科學家們知道基因的存在，那它們究竟長什麼樣呢？或者說它們在我們的身體裡又是如何起作用的呢？
要了解這些問題，我們先來補點生物知識。上世紀40年代，生物化學家們開始研究細胞的運作方式。在細胞核裡，他們發現了DNA，也就是脫氧核糖核酸，以及它的近親RNA，也就是核糖核酸。這些分子在細胞核裡被發現，因此統稱為核酸，形狀就像一條條鏈子。
DNA和RNA都有4種組成部分，稱為鹼基。構成DNA的鹼基包括腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘧啶和胸腺嘧啶，分別用字母A、C、G、T表示；RNA也有4種鹼基，只不過沒有胸腺嘧啶，而是由鳥嘧啶U代替。隨著DNA的發現，科學家們終於找到了基因的組成單位。當年孟德爾觀察到的各種豌豆的特徵，實際上就是DNA鏈上的遺傳信息。有意思的是，生物體表現出來的特徵，並不是單一基因表現出來的結果，而是許多基因共同作用的產物。
大家可以把基因表達想象成手機屏幕上像素之間的相互作用，雖然每個像素是獨立的，但它們在一起就組合成了一幅完整的圖像。同樣道理，每個基因獨立作用，但這些效果綜合到一起，就形成了生物體的外部特徵，也就是表現型。
不過，我們也不能簡單地把表現型歸結於基因表達的結果，因為外部因素也會影響這些特徵。就拿拳擊手的鼻子來說，它的形狀並不單單是遺傳所決定的。要知道，打過那麼多場比賽，拳擊手的臉一定沒少挨拳頭，這對鼻子的外觀多少有些影響。
03 基因決定先天傾向，但後天環境對錶現型同樣重要
先問大家一個老生常談的問題：你覺得人的性格是天生的還是後天的？不管你支持哪一邊，這個“先天對後天”的爭論都比想象中的要複雜。說到底，人出生的時候都帶有一定的傾向，這些傾向跟環境相互作用，才最終形成表現出來的特徵。
1979年，行為心理學家托馬斯·保查德追蹤了那些一出生就被分開，在不同的環境中長大的同卵雙胞胎。理論上來說，這些雙胞胎有近乎一模一樣的先天條件，但卻有著完全不同的後天環境。研究發現，這些雙胞胎表現出了相同的行為傾向，但具體的行為表現卻不盡相同。比如說，有一對雙胞胎男孩，其中一個在納粹德國長大，另一個在以色列的基布茲生活。這兩種信念體系都遭人詬病，但兄弟倆都非常堅定地維持著各自的信仰。
同樣道理，既然天性需要跟環境相互作用才會表現出來，一個天生有暴力傾向的人，只有在耳濡目染的情況下才會表現出暴力，比如目睹家庭暴力。
雖然我們對基因還有很多東西需要了解，但有一點可以肯定，那就是——隨著我們對基因的探索不斷深入，改造基因的方法不斷進步，所有這些發現一定會給我們的生活帶來重大的影響。在未來，我們或許能隨意操縱基因，讓人類更聰明、更好看、不生病。
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