去年，《人类简史》可谓掀起了一次科普阅读的新浪潮，就连没有学过生物的我妈都通过听书app读完了这本书。虽然，新的一年才刚刚开始，但我有种强烈的预感，我已经读到了年年度最佳科普著作。那就是年1月由中信出版社出版的《基因传》。
《基因传》之于《人类简史》，就像是《中国小说史略》之于《文学回忆录》。知乎上有人对《文学回忆录》这样评价：花了一个日夜看完上下两部后，我抬头看见对面的一幅世界地图，那一刻，在我眼前的不是一块块大陆，一片片大洋，而是整片耀眼的文学世界。
同样，看完《基因传》再回望-，短短一百多年镌刻着多少伟大的人类奇迹。人类破解基因之谜，就像是AlphaGo破译了编码自己的代码一般，不可思议。作者悉达多·穆克吉用全景视角展现了人类在基因发展史上攻坚克难的故事，有灵光一现，也有迂回曲折，有长夜漫漫，也有旭日磅礴。
一、遗传学诞生前夜：毕达哥拉斯与亚里士多德
发现勾股定理的毕达哥拉斯提出了一个有意思的想法。他认为，精液是储存在身体各部压缩信息的移动图书馆。精液在体内四处流动，吸收来自身体各部分的遗传信息。父母就像两条直角边，父亲提供精子，母亲提供营养，两者共同决定斜边的孩子。他称之为“精原论”。
“精原论”为预成论提供了土壤，有科学家甚至画出了端坐在精子头部的缩微人。按照无限递归属性，缩微人的精子内又包含着更小的缩微人。那么，人体就像是层层嵌套的俄罗斯套娃。这种脑洞大开的想法在如今看来荒谬无比，不过，这种说法也有细思恐极的一面。因为女性在胎儿时期就已经形成了孕育子代的卵泡，三层套娃从某种意义上来讲，是存在的。
涉猎广泛的亚里士多德对毕达哥拉斯的说法提出了两点质疑：一是精液可能产生在胡子、白头发等性状出现之前，无法采集此类信息；二是精液未收集女性信息，无法决定女儿的生殖器官。他提出，女性不仅仅是提供营养，女性应和男性一起决定子代的遗传。那么，问题来了。男性提供的精液显而易见，那么，女性提供的又是什么呢？亚里士多德敏锐地观察到女性在怀孕后会出现停经，于是，他提出：女性提供经血，男性的精液则可让经血形成胎儿。
就这样，古希腊的先知们在漫漫前夜中，举重若轻地推开了尘封的遗传学大门。
二、熟悉的地方也有风景：孟德尔与达尔文
如果提到伟大的生物学家，最先映入脑海的一般有两位，一位是达尔文，一位是孟德尔。
你也许知道孟德尔定律四十年后的再发现，但你不一定知道孟德尔如何成为孟德尔。读完孟德尔这一段，我最大的感受是，他是一个自带“鸡汤”属性，善于化解危机的人。
孟德尔面临的第一次危机是在布尔诺做教区神父的时候，他被认为“完全被无法克服的胆怯所束缚”，无法胜任具有煽动性的传教工作。于是，他申请去茨纳伊姆高中教授数学、自然科学、基础希腊语。
第二次危机出现在教师资格考试中，考官这样评价他：“申请人对专业术语一窍不通，他毫不顾忌系统命名法的规则，只会用德语口语称呼那些动物的名字”。于是，资格考试失败了。孟德尔转而向维也纳大学提出攻读自然科学学位的申请。
在维也纳大学的这段经历，让孟德尔有了一次破次元壁的相遇。他遇见了自己最崇敬的偶像老师多普勒。时值多普勒提出了以他命名的“多普勒效应”，即物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。这样抽象的描述很难让他人理解他的想法，于是，多普勒设计了一个巧妙的实验。他让一个乐队在火车上演奏，火车离站时，音调越来越低，火车进站时，音调越来越高。这带给学生时代的孟德尔深刻的启示：世界上纷繁复杂的现象都是自然规律高度集成的结果，我们需要通过人工实验来说明复杂问题。
随后，孟德尔在修道院的一隅开始宏大而又渺小的豌豆实验，他一共种植了2.8万株植物，采集了4万朵鲜花，收集近40万颗种子。直到年，他在布尔诺自然学会就论文成果发表演讲。这次演讲的观众仅有40人，这篇论文在未来的34年中，仅被引用4次。植物学家內格里不认可他的结果，并建议孟德尔用山柳菊开始了没有结果的重复试验。孟德尔遇到了第三次危机，连他自己都开始怀疑自己的结论是否正确。这一次，孟德尔把精力转向修道院的工作，最终升任修道院院长，放弃了实验研究。
孟德尔并非科班出生的科学家，不管是人生经历还是学术研究，都谈不上一帆风顺。从传记故事中的只言片语，我看到的孟德尔是热爱生活、对世界充满好奇的。他从不轻易否定自己，面对危机，善于选择最适合自己的生存方式。他的同事在悼文中这样评价他：他平易近人，乐善好施，并且心地善良……他热爱那些美丽的花朵。
孟德尔和达尔文虽然素不相识，但也有过破次元壁的交集。
达尔文为了解释进化论提出了自己的遗传学观点“泛生论”，类似于“精原论”，他把发挥遗传作用的因子命名为“泛子”（gemmule）。达尔文的追随者弗里斯将泛子修正为“泛生子”（pangene）。而后，被称作孟德尔斗牛犬的贝特森用希腊语中的诞生（genno）命名了遗传学（genetics）。他的同伴约翰森利用以上观点，依托泛生子提出了“基因”（gene）。
就这样，后人沿用达尔文提出的名词，命名了孟德尔发现的遗传因子。
三、最后一块拼图：富兰克林与沃森、克里克
在DNA双螺旋结构的发现历程中，最让人惋惜的是女科学家富兰克林。她所拍摄的X射线衍射照片为沃森、克里克的双螺旋模型提供了最直接的证据。
首先，为什么这张照片如此重要？
富兰克林和威尔金斯的研究领域被称为晶体学。我们可以再脑海中想象出一个微小的立方体，尽管上述立方体“看不见”也摸不着。但我们可以记录下光线从不同角度照射在立方体上所留下的影子。针对光源投影为正方形，斜对光源时投射为钻石状，再次移动光源是将变成梯形。只要通过逐个拼接上百张剪影，就可以把2D图形变为3D结构。
其次，为什么要用X射线衍射技术来拍摄呢？
X射线是一种具有强大穿透力的光线，用X射线投射到微小的晶体上可发生散射留下影子。
再次，为什么这张照片其他人拍不出来呢？
DNA始终处在动态变化中，拍摄的照片常常是一片模糊的光点。富兰克林发现，DNA在纯态时以两种形式存在。在潮湿状态下，DNA表现为B型晶体；在干燥状态下，DNA将转化为A型晶体。这两种状态就像是一呼一吸般切换更替。富兰克林的突破之处在于，她设计了一个装置，通过电解食盐水产生氢气泡来调节样品池的湿度。由此，她拍摄出前所未有的高清晰照片。
不过，才华横溢的富兰克林和其他科学家的关系并不融洽。沃森描述她为：她的演讲方式像在播报苏联晚间新闻，她的言谈举止显得呆板严肃，我有时候甚至在想，如果她摘下眼镜，然后再换个发型，那会是什么样子？当沃森、克里克把最初构建的三螺旋模型向富兰克林展示时，富兰克林直言不讳地说：我真想把这个丑陋的模型一脚踢出去。
四、剑走偏锋：基因泰克与文特尔
基因工程的研究中不乏剑走偏锋战胜科班正统的案例。
博耶和斯旺森成立基因泰克公司，研发用基因工程的方式来生产胰岛素。他们和科学家吉尔伯特之间的学术竞赛，堪称制药届的大卫对阵学术界的巨人歌利亚。博耶描述当时的心态是：大部分时间里，每个人的脑海中只萦绕着一件事，我们是不是就要听到吉尔伯特宣告成功的声明了。侥幸的是，阿西洛马会议限制了高校研究所跨物种的转基因技术，而基因泰克作为企业不受约束，并且后者采用了化学合成DNA的方式，规避了限制。
利用转基因微生物生产胰岛素最大的困难是，微生物常常会消化自己的蛋白质。即使微生物体内的目的基因合成了胰岛素，最后也无法检测到产物。基因泰克的创始人采用了“特洛伊木马”战术。他们将胰岛素基因和某个微生物基因结合在一起，随后可以生成一种联合蛋白，接着再用化学方法切下胰岛素。
基因泰克之后，不走寻常路的文特尔也让美国科学家们大跌眼镜。他叫板人类基因组计划，凭一己之力超越了各国科学家的测序进度。他使用的方法叫做“鸟枪法”。他将DNA分解成数十万个片段进行测序，然后利用片段之间的重叠序列将其组装，最终得到完整的基因组序列。
我很好奇人类基因组计划到底测的是谁的基因，这本书也给出了答案。测序对象是三女两男，分别为西班牙人、亚洲人、高加索人、非洲裔美国人。但是，人类基因组计划并未对任何个体进行完整测序。不过，以文特尔的个性，迟早会率先对自己进行完整测序吧。
五、硬币的另一面：囊性纤维病
囊性纤维病在中国并不常见，但在欧洲，每15人就有1人携带致病基因。年出版的瑞士儿童歌谣中，曾提醒人们注意“眉毛舔起来有盐味”的儿童。这和囊性纤维病的病因有关，病人细胞无法实现氯离子的跨膜运输，导致盐不能被重新吸收。肠道中的水分和无机盐代谢也会出现异常。该病会导致分泌物增多，滋生细菌导致炎症。患者的身体淹没在自己排出的分泌物中。肺部排出的分泌物过于黏稠，病人一口痰都可能阻塞呼吸道。
但是，在霍乱爆发时期，若带有一个致病基因的患者，体内水和无机盐丢失程度较正常人轻，可缓解霍乱导致的痢疾脱水。这和镰刀型细胞贫血症基因能对抗疟疾如出一辙，这也是致病基因在进化历程中未被淘汰的原因吧。
作者还提到，唐氏综合征患儿的性格都十分温顺，仿佛他们在集成那条额外染色体的同事摒弃了残忍与怨恨的习性。
六、另眼看历史：纳粹与苏联
遗传学的发展史属于世界史的一部分，同样受到政治、经济、文化等多因素的影响。二战时期的战争阴影也同样笼罩着遗传学的发展。
纳粹政府通过《遗传病后裔防治法》，强制规定：任何遗传病患者都将接受外科手术绝育。而后又颁布《严重遗传性与先天性疾病科学登记制度》，并以此为契机大规模开展安乐死计划。纳粹主义盗用遗传学的名义作为种族灭绝的借口。
同时期的苏联科学家李森科提出了“休克疗法”。他将小麦植株反复暴露在极寒和干旱的条件下，从而使植株获得了对逆境的遗传抗性。他认为环境条件可使得基因产生永久且可遗传的变异，这与拉马克的“用进废退”如出一辙。这显然与遗传学背道而驰。
从遗传学的角度来看，纳粹相信遗传物质绝对不会变，妄图使用极端的优生学来改变国家的人口结构；苏联则相信遗传物质可以重置，并希望通过消除所有差异来实现激进的集体利益。可是，科学规律并不会因意识形态而转移。
通过以上六个小的片段以管窥豹，更多精彩内容希望大家能够静下来读一读这本页的经典之作。特别推荐下学期将学习必修2《遗传与进化》的小伙伴阅读这本书。
预祝大家寒假阅读愉快！
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