提起“基因”，谁都不陌生。不过听得最多的可能是“转基因”食品，到底对我们的健康究竟有没有影响呢？吵来吵去也没个定论。但是，关于到底什么是基因？我估计大多数人都答不上来，只知道它跟我们的遗传有关。比如看见聪明漂亮的人，就羡慕人家“基因好”，意思是从爹妈那儿遗传来的，对吧？
从定义上来说，基因其实就是遗传因子，是具有遗传效应的DNA片段，里面储存着生命过程的全部信息，你的生老病死全跟它有关，受它控制。随着信息技术的发展，超级运算的能力越来越强大，遗传学领域也出现了巨大的进步，通过分析基因的数据，就能预测出个体患上某种疾病的几率，或者是分析出你的祖先是什么人种，等等。
01 探索遗传导致了基因的发现
要说基因的故事，我们还要从1864年讲起。当年，奥地利植物学家孟德尔在繁殖豌豆苗的时候发现，亲代的植株会把某些性状完好无损地传给子代。什么叫“完好无损”呢？比如说，如果把一棵高的豌豆苗跟一棵矮的豌豆苗杂交，后代只会出现高植株，不会出现不高不矮的情况。换句话说，孟德尔发现了一条重要的规律：遗传信息是以不可分割的单位一代一代往下传。这些不可分割的单位，实际上就是遗传过程的最小单位——基因。
几年后，荷兰植物学家雨果·德弗里斯，在孟德尔实验的基础上，把遗传学跟达尔文的进化论结合起来，提出了一个观点——所有动物并非出自上帝之手，而是早期的动物经过缓慢而漫长的演化而来的。
应该说，孟德尔的遗传学理论和达尔文的进化论，可以说结合得天衣无缝。假如物种真如达尔文所说是演化而来，那么动物肯定需要一定的载体把身体特征传给下一代，这个载体就是基因。德弗里斯把孟德尔的理论推进一步，提出了“基因突变”的概念，也就是说在环境的作用下，基因会随机产生突变，产生不同的突变体。
我们把这三位科学家的理论结合起来，就形成了物种演化的完整蓝图：大自然产生随机的突变基因，由父母传给孩子。随着时间过去，有利于个体生存的基因会被保留下来，代代相传，而不适应的基因就会慢慢被淘汰。也就是说，自然选择的对象并不是个体，而是基因。
02 基因由DNA组成，不同基因的共同作用决定了表现型
基因的发现回答了一个重要问题，那就是物种的特征是如何遗传的。可是新的问题又来了：科学家们知道基因的存在，那它们究竟长什么样呢？或者说它们在我们的身体里又是如何起作用的呢？
要了解这些问题，我们先来补点生物知识。上世纪40年代，生物化学家们开始研究细胞的运作方式。在细胞核里，他们发现了DNA，也就是脱氧核糖核酸，以及它的近亲RNA，也就是核糖核酸。这些分子在细胞核里被发现，因此统称为核酸，形状就像一条条链子。
DNA和RNA都有4种组成部分，称为碱基。构成DNA的碱基包括腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘧啶和胸腺嘧啶，分别用字母A、C、G、T表示；RNA也有4种碱基，只不过没有胸腺嘧啶，而是由鸟嘧啶U代替。随着DNA的发现，科学家们终于找到了基因的组成单位。当年孟德尔观察到的各种豌豆的特征，实际上就是DNA链上的遗传信息。有意思的是，生物体表现出来的特征，并不是单一基因表现出来的结果，而是许多基因共同作用的产物。
大家可以把基因表达想象成手机屏幕上像素之间的相互作用，虽然每个像素是独立的，但它们在一起就组合成了一幅完整的图像。同样道理，每个基因独立作用，但这些效果综合到一起，就形成了生物体的外部特征，也就是表现型。
不过，我们也不能简单地把表现型归结于基因表达的结果，因为外部因素也会影响这些特征。就拿拳击手的鼻子来说，它的形状并不单单是遗传所决定的。要知道，打过那么多场比赛，拳击手的脸一定没少挨拳头，这对鼻子的外观多少有些影响。
03 基因决定先天倾向，但后天环境对表现型同样重要
先问大家一个老生常谈的问题：你觉得人的性格是天生的还是后天的？不管你支持哪一边，这个“先天对后天”的争论都比想象中的要复杂。说到底，人出生的时候都带有一定的倾向，这些倾向跟环境相互作用，才最终形成表现出来的特征。
1979年，行为心理学家托马斯·保查德追踪了那些一出生就被分开，在不同的环境中长大的同卵双胞胎。理论上来说，这些双胞胎有近乎一模一样的先天条件，但却有着完全不同的后天环境。研究发现，这些双胞胎表现出了相同的行为倾向，但具体的行为表现却不尽相同。比如说，有一对双胞胎男孩，其中一个在纳粹德国长大，另一个在以色列的基布兹生活。这两种信念体系都遭人诟病，但兄弟俩都非常坚定地维持着各自的信仰。
同样道理，既然天性需要跟环境相互作用才会表现出来，一个天生有暴力倾向的人，只有在耳濡目染的情况下才会表现出暴力，比如目睹家庭暴力。
虽然我们对基因还有很多东西需要了解，但有一点可以肯定，那就是——随着我们对基因的探索不断深入，改造基因的方法不断进步，所有这些发现一定会给我们的生活带来重大的影响。在未来，我们或许能随意操纵基因，让人类更聪明、更好看、不生病。
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