《我们人类的基因》1:生物学家的神兵利器
1. 人只有两万个基因。
2. 人身上的绝大多数基因是没有用的。
你想必听说过 23andMe，这是一家专门提供个人基因测序服务的公司。这项服务已经变得非常简单。你买个测序包，里面有个小塑料瓶。你要做的就是把自己的唾液注入塑料瓶，然后用附带的回邮信封把塑料瓶寄回公司。几周之后，你就会收到一份对自己基因的分析报告。
花99美元，就能知道你的祖先构成是怎样的，比如百分之几是汉人、百分之几是蒙古人、百分之几是东南亚人。花199美元，你还能知道你的基因对身体健康的影响，也就是你得一些常见疾病的概率 —— 比如说，你将来有多大的可能性会得阿兹海默症（也就是老年痴呆症）。
难道不觉得这件事很神奇吗？仅仅需要一点唾液！科学家早就知道有关基因的一些知识了，但是你可要知道，仅仅在15年前，这样的服务都是根本不可想象的。
而这件事的意义，这个技术带给我们的新认知，更是令人赞叹。一本有关人类基因研究最新进展的书，《我们人类的基因：全人类的历史与未来》（ A Brief History of Everyone Who Ever Lived: The Stories in Our Genes），作者是科学作家亚当·卢瑟福（Adam Rutherford）。
刚刚有基因技术、但是这个技术还很贵的时候，可能会对基因有各种猜测，有各种误解。等到这个技术便宜到能让你随便研究每一个人，你才能获得一个系统性的认知。
这个系统性的认知，跟我们之前想象的，可是有点不一样。
1.基因组计划
有关基因的知识几十年前就已经进入中学教科书了。人有23对染色体，DNA 是双螺旋结构。如果所有 DNA 是一本书，基因就相当于书中的一个个段落。基因决定了蛋白质的编码，蛋白质又是构成身体的基本单位，所以人是按照基因长的。
但是中学教科书里可能没写，人到底有多少个基因。这个问题最近才解决。上世纪九十年代，基因测序技术取得了突破，科学家才有条件在1997年开启“人类基因组计划”，目的就是了解人类所有的基因。到2003年这件事才做成。
每个人的基因都是不一样的 —— 那现在科学家凭什么说已经测量了所有的基因呢？为此要区分“基因”和“基因的版本”。
其实基因都是这些基因，但是每个基因都有不同的版本。每个人都有决定头发颜色的基因，而且都是由同一批基因决定。但是每个基因可以有不同的“版本”，也可以说是“变体”（也叫“遗传型”，genotype），是一些微小的差异。比如说一个基因上有好几千个碱基对，其中有一个碱基对，在你那里是A，而在我这儿是G。就这么一点微小的差异，就可能导致咱俩身上某些功能不一样，可能我是黑色头发，而你的头发有点发红。基因和基因变体这两个词经常被人混用，你得结合上下文才知道具体的意思。
所以人类基因组计划并不需要把所有人的基因都测一遍，它只要测一个人，就已经知道人都有哪些基因了。而仅仅做到这些，就有两件事让科学家们非常震惊。
第一件事是人身上的基因很少。以前科学家们曾设想过人有多少个基因，有人说十万个，有人说二十万个 —— 结果最后测出来发现人只有两万个基因。要知道很多低等动物的基因个数都比人类多！比如像蛔虫、香蕉、水蚤，它们的基因个数都比我们多。看来人之所以厉害，不是靠基因个数多取胜的 —— 就好像书重不重要不在于长短一样。
第二件事是我们身上的绝大多数基因是没有用的。以前科学家估计80%的基因都有用，2014年的认知 是只有8.2%的基因有点用。而这本书说，真正参与到对人体有用的蛋白质编码的基因只占到了2%。卢瑟福打了个比方，说这就好比《罪与罚》这本小说中总共有20多万个单词，但是其中有大段大段重复的话，有的话作者已经删除了但保留在小说中，还有许多毫无意义的垃圾话 —— 真正有意义的，一共只有300句话。
这显然是个好消息。科学家的研究工作量大大减少了，只要把这些有用的基因研究明白就可以了 —— 23andMe 也不用看你所有的基因，只要查看关键的几个就行了……其实这么说不一定对，先看它对的一面。
有了完整基因测序这个神兵利器，生物学家简直是大杀四方。
2.另一*种*人
从1856年开始，陆续有一些不同于我们智人的“人类”骸骨被发掘出来，当时人们就判断这是另外一个人种，并且根据第一个发掘地点命名为“尼安德特人”。
科学家推测，智人是在6万多年前到达欧洲，而那个时候尼安德特人已经在欧洲了，从此后智人和尼安德特人共同生活过一段时间，然后在大约3万多年以前，尼安德特人就消失了。尼安德特人的脑容量比我们的还要大一点，身体比我们强壮得多，身高跟我们差不多，长相似乎也不太难看。他们也会用火，而且好像有不逊于当时的我们的文明程度。但是现在既然他们灭绝了而我们统治了地球，想必还是我们更高级。
在共同相处的那几万年间，尼安德特人和智人之间究竟发生了什么？
基因测序可以告诉我们很多。早在1997年，人们就从那个1856年发现的尼安德特人的肱骨（也就是上臂骨）中提取了一段 DNA。当然骨头早就都硬化了，但是那个部位曾经是一段软组织，科学家居然可以提取出 DNA。这次基因测序开启了基因古人类学（Paleogenetics）的时代。科学家是2003年才第一次绘制出了人的完整 DNA，而到了2010年，就得到了尼安德特人的完整 DNA。
把他们和我们的 DNA 一比对，科学家得到一个有点无奈的故事。
3.对尼安德特人的破案
DNA 发生偶然变异，这个差异化的速度是恒定的，所以科学家就可以推测出智人和尼安德特人在演化的道路上分道扬镳，大约是在50万年以前。这五十万年的时间并没有让我们和他们成为截然不同的两种人。
比如说，尼安德特人很可能也有语言能力。有个基因叫 FOXP2，科学家相信它和语言能力密切相关。人类和猩猩都有 FOXP2 基因，但是“版本”不同，而且只有两处差异。也许就是这点微小的差异决定了人能说话而猩猩不能。但是尼安德特人的 FOXP2 基因，跟人的完全相同。
甚至可以知道尼安德特人对某些气味的感知。你知道猪的口水是什么味的吗？其实不同的人闻起来是不一样的味道。有的人觉得猪的口水是像尿一样恶心的味道，有的人则觉得是甜味，还有的人觉得没什么味道。你对这种味道有什么感觉，完全取决于一个叫做 OR7D4 的基因，在你身上是什么变体。而测序表明，安德特人身上 OR7D4 基因的变体，会让他们觉得猪的口水很恶心。
还有一个基因叫 MC1R，它能决定头发是否是红色的 —— 只有少数人有这个变体。科学家发现尼安德特人身上有这个基因变体，所以至少有一部分尼安德特人有红头发。同样道理，科学家还知道有些尼安德特人是白皮肤 —— 而你要知道，三万年以前，智人还没有变异出白皮肤来，基本都是黑人。
像这样的知识，只有基因测序才能告诉你。尼安德特人留下的遗迹很少，你无法从骨骼判断他们会不会说话和对味道有什么感觉。他们也根本就没留下任何头发。但是我们现在居然知道这些！
而基因告诉我们的还不只是这些。
2010年的那些研究发现，现代人和尼安德特人有99.7%的基因相同。而对比之下，我们跟猩猩有98.8%的基因相同。这说明我们距离尼安德特人似乎并不怎么遥远。请注意这里我们必须再次区分“基因”和“基因版本，或者叫基因变体”这两个概念。99.7%是基因相同，而基因变体的相似度没有这么高。
现代欧洲人身上，大约有2%的基因变体，非洲人没有，但是尼安德特人有。这说明这些基因是继承于尼安德特人。这说明智人曾经和尼安德特人发生过杂交！杂交了还有后代，而且后代也有生育能力，这就说明尼安德特人和智人并不是完全不同的物种，至少没有遥远到有生殖隔离。
东亚某些人身上有高达4%的尼安德特人基因。那这个杂交，到底是怎么发生的呢？
把现代人身上的尼安德特人基因往前推，就能发现最早的时候，人类 X染色体上的尼安德特人基因很少，而 Y染色体上的尼安德特人基因比较多。我们知道 X染色体来自于母亲，Y染色体来自于父亲。这说明，最早的杂交，是发生在尼安德特人中的男性和智人中的女性之间。
换句话说，很有可能，是尼安德特人强暴了智人。
而这些杂交带给人类的可不是什么优势。有研究认为这些来自尼安德特人的基因给人类带来了糖尿病、回肠炎和吸烟上瘾。这还不算那些在此后几万年中被智人在演化中清洗掉的尼安德特人基因。
由此得到
1. 仅仅从基因出发，我们就能得到如此多的新知识。
2. 人类的历史远比我们想象得更复杂，也更精彩。
所以，好消息是基因测序告诉了我们很多此前不知道的消息。坏消息是这些消息未必是好消息。
那你能不能说，尼安德特人污染了智人的基因？你能不能说智人比尼安德特人优等？一说到这些就不可避免地涉及到种族主义。其实只要说到基因就会牵扯到种族主义。像这样的问题到底应该怎么理解呢？
《我们人类的基因》2:基因不能决定什么
基因不是原因，基因不是导火索，基因也不是你得病或者聪明的基础——基因仅仅是一个可能的因素而已。
基因对人身上的某些特征有决定性的作用，比如 FOXP2 基因可能决定了语言，OR7D4 基因决定了对猪口水气味的感知，MC1R 基因决定了头发是不是红色。还有一个众所周知的我们没讲，公元前五千到一万年期间，某些欧洲人发生了一个小小的基因突变，就使得成年人也有了乳糖耐受性、可以像婴幼儿一样消化牛奶，可以说就此改变了人类历史。
那是不是说，人的一切都是基因决定的呢？
1.一个犯罪基因
有个基因叫 MAOA，它的作用是编码一种酶，这种酶的作用是清除大脑中像多巴胺这种让人兴奋的分子。人的兴奋总是伴随着多巴胺增加，而多巴胺太多了人就容易过度兴奋，所以必须要随时清除掉。如果 MAOA 基因正常工作，我们的情绪就不会波动太大，该兴奋的时候兴奋，兴奋劲儿过去以后也能缓下来。
但是 MAOA 基因可能发生变异。一种变异会把多巴胺清除得太快，另一种会把多巴胺清除得太慢。前一种变异会让人情绪冷淡，有可能表现为自闭症；后一种变异会让人躁狂，可能表现为“两极性异常”，也就是躁狂抑郁性精神病。
有一种 MAOA 变体会让人情绪不稳定，容易冲动。而容易冲动的人，也容易犯罪。科学家调查了很多个暴力犯罪分子，发现他们真的就有这样的 MAOA 基因变体。所以2004年的时候，媒体就宣称，说科学家找到了犯罪基因，并且把 MAOA 称为“战士基因”！
到2007年，人们就发现新西兰土著毛利人身上普遍存在这种 MAOA 基因变体。毛利人的故事，说有一群毛利人，因为一个人总找他们要鱼，就把这个人给杀死了，对吧？所以毛利人很暴力，是吧？历史上毛利人的确是以好战闻名。所以说 MAOA 是个战士基因，它和暴力犯罪有关系，是没问题的吧？
真有人相信了这个说法。卢瑟福在书中讲到美国和意大利的两个案例。有人杀人了，本来应该以谋杀罪论处，但是因为查到他们身上携带了这种 MAOA 基因的“犯罪”变体，律师就说是基因让他们杀人，这不是他们*本人*的错！结果法庭居然就真的给他们大大地减刑了。
我控制不了我自己，我是我基因的奴隶！这个说法真有道理吗？
没道理。
你知道全世界携带那种 MAOA 基因犯罪变体最多的人群是什么人吗？是中国人。
一开始科学家只测了犯罪分子和毛利人，后来干脆对各种人都测了一下。结果发现中国人中，有77%，都携带了这个所谓犯罪基因变体。
那可能有些“逆向种族主义者”一听这个就说哎呀你看，我就说中国人情绪不稳定爱冲动吧？您先别忙着下结论。白人中携带这个 MAOA 犯罪基因变体的比例，也有34%。
难道说大部分中国人都是潜在的犯罪分子吗？难道说每3个白人之中，就有一个人杀了人可以无罪吗？那显然是非常荒唐的。
2.基因能决定什么
媒体经常报道说科学家发现了导致什么什么特征、或者什么什么疾病的基因，其实这些说法都不准确。真正由一个基因决定一个性状的，就像 MC1R 基因决定一个人是不是红头发，这样的情况太少了。
大部分情况下，一个疾病并不只对应一个基因，一般都是很多个基因共同的作用。智商就不是由一两个基因决定的，至少有50多个基因跟智商有关。
有了基因测序技术，科学家就有一系列的研究，先找到患有某种疾病的人群，然后彻查他们的基因组，看看有哪些基因变体是他们身上有、而健康人身上没有的 —— 那不就找到了决定这种疾病的基因了吗？这种研究叫做“全基因关联研究（GWAS）”。
这个原理很简单，可是实际结果非常复杂。有些病，宏观地看，确实是家族遗传的 —— 可是微观地看，你又找不出到底是哪个、或者是哪些基因导致了这个病。
这就好比你读一篇很长的文章。这篇文章中每个字、每个词、甚至每句话都是对的，但是作为整篇文章，你却不能同意它的观点。你知道这篇文章不对，可是你又说不出来其中到底哪句话不对。
很多遗传疾病就是这样。是很多很多基因共同导致这个病，但是又没有哪个具体的基因应该负责任。
最简单的例子就是身高。科学家很早就知道身高主要是基因决定的，环境的影响不大。比如说某个特定人群之中，最高的人和最矮的人可能相差24英寸 —— 那么其中至少就有22英寸是因为这两个人的基因差异。后天的营养和环境只能决定2英寸。所以姚明和郭敬明的身高差异就主要是基因决定的。郭敬明小时候再怎么补充营养再怎么锻炼，最多也只能多长高2英寸。
这22英寸的差距都是由*哪些*基因决定的呢？现在 GWAS 的结果是，其中只有1到2英寸，能找出来是由哪几个基因决定的 —— 剩下的20英寸，我们只知道是由遗传决定的，但是不知道是哪些基因决定的。
人体，就是个复杂系统。对这种复杂系统，你不能用线性思维，说哪个原因导致了哪个结果 —— 常常都是很多很多原因共同导致了一个结果。
而且别忘了后天环境也很重要。得病，可不都是遗传的问题。
3.我们与基因
任何一种所谓的因为基因导致的病，都是概率而已。比如说阿兹海默症，如果你身上有某个基因变体，那的确会增加得阿兹海默症的风险 —— 但是你要知道，即使你没有这个基因变体，你还是有得阿兹海默症的风险。基因可能会增加或者减少这个风险，生活方式也可能增加或者减少这个风险。
所以即便现在有很高明的基因编辑技术，也还是不能让你对某个疾病彻底免疫。
那什么情况下我们应该把疾病归结于基因呢？科学家现在的观点是，除非是像“唐氏综合征”这么明显的问题。
唐氏综合征可不是一两个基因的事儿。正常人的基因，每对染色体都是两套 DNA，而患有唐氏综合征的人，他们的第21号染色体，有三套DNA。这是基因结构上的根本区别。
得到这个程度，才可以说这个病是基因病。
基因对人当然有影响，但是这个影响是有限的。比如说智商，为什么一个人群的智商比另外一个人群的智商要高？科学家现在有充分的把握说50%的原因是来自于基因，50%的原因来自于环境。
那为什么一个单个的人特别聪明，这个比例可就不是一半一半了。比如爱因斯坦为什么那么聪明？有人还特意把爱因斯坦的大脑给切片了，想看看他的大脑跟一般人有什么差异，其实那些差异根本不重要。爱因斯坦的确是天生就很聪明，但是有爱因斯坦那样难得的基因的人可能有很多 —— 爱因斯坦之所以是爱因斯坦，是一系列因素综合导致的结果。
这就好比说美女为什么那么美？固然有基因的因素，但是后天的文化修养、身体保养和化妆水平可能更重要。
还有同性恋。以前人们认为同性恋是后天学的，现在很多人认为同性恋是基因决定的，其实这些说法都不准确。同性恋的确有基因上的因素，但是基因只起到了50%的作用。有这种基因并不表示一定就是同性恋。很多携带同性恋基因的人一辈子都没觉得自己是同性恋。
总而言之，卢瑟福说，基因不是原因，基因不是导火索，基因也不是你得病或者聪明的基础 ——
基因仅仅是*一个可能的因素*而已。
***
有这个基因在，但是如果后天环境不配合，这个基因的功能就可能根本表达不出来。你所做的事情、你的营养状况、你的生活愉快程度都会影响你的基因表达。
也许你有画家的天赋，但是如果你从来不接触绘画，这个天赋就等于没有。反过来说而如果你没有天赋、但是经常画画，也许也能画的不错 —— 尽管大概不会成为著名画家。
科学家对基因有个特别好的比方。
基因是什么呢？基因就好是比是乐谱。你弹琴磕磕绊绊，郎朗弹琴就是世界水平，而你知道，这两个表演的主要区别绝对不是用了不同的乐谱。