第1章 有关三种黑猩猩的故事

当你下次去动物园，走过猿类的笼子旁边时，可以设想一下猿类除掉所有毛发的样子，另外再想象一下在它们旁边的笼子里关着一些不幸的人类，他们被去掉了所有的衣服并且不能说话——除此以外他们在其他方面与往常没有区别。据此，尝试猜猜猿类的基因与人类的基因有多大的差异。你猜黑猩猩的基因构成与人类的有多少共同之处呢，是10%还是50%，又或者是99%？

在最近几十年，科学已经解答了上面的问题。虽然仍有很多其他方面的问题还没有答案，但我们现在对我们的起源有了相比以往更多的认识。每个人类社会对于自身的起源都极其需要一种解释，为此他们都创作了自己专属的造物神话。“第三种黑猩猩”就是我们这个时代的创世故事。

三个问题

几个世纪以来，我们在动物王国所处的位置已经相对清晰了。我们是哺乳动物，属于动物族群中具有毛发并养育幼崽的一类。在哺乳动物中，我们属于灵长类动物，这类动物还包括猴子和猩猩。我们具有灵长类动物的特征，而那是大多数非灵长类动物所不具备的，这些特征包括：扁平的手指甲和脚趾甲（而非爪子），具有抓握能力的手掌，可以与其余手指反向运动的大拇指。在灵长类动物中，相比猴子而言，我们同猩猩（包括大猩猩、黑猩猩、红毛猩猩和长臂猿）的相似性更多。首先，猴子是有尾巴的，但猩猩和人类是没有的。长臂猿则同其他猿类的差异较大，因为它们相对体型较小，并且有着非常长的手臂。大猩猩、黑猩猩、红毛猩猩和人类这四者中任意两个物种之间的相似性，都要比它们当中的任一个与长臂猿的相似性大得多。在我们灵长类物种之间的相互关系内再进一步探究时，科学家遇到了困难。这个探究引发了激烈的争论，争论的焦点集中在三个问题上：

• 在人类和现存的猩猩物种，以及作为我们祖先的已经灭绝的猩猩物种之间，具体的家系图谱关系是怎样的？如果我们知道这个问题的答案，那么我们就能知道现存的哪种猩猩是我们最亲近的亲戚。

• 我们和最亲近的现存亲戚在何时有着共同的祖先？这个问题将能告诉我们人类在多久之前从家系图谱上分离出来。

• 我们的基因构成与我们最亲近的现存亲戚之间有多少共同点？这个问题可以告诉我们在我们的基因中有多少比例是人性的独特部分。

化石证据也许能回答前两个问题，但仍有一个不幸的事实，那就是在非洲几乎没有发现500万到1400万年前这一关键时期的任何猩猩化石。这个问题的答案反而来自一个始料未及的领域——一个有关鸟类物种分类的研究计划。

来自鸟类世界的一个线索

在20世纪60年代，分子生物学家开始意识到构成动植物的化学成分也许可以作为测量物种之间基因差异的“时钟”，进而可以区分出这些物种在多久之前开始从演化图谱中分离开来各自演化的。

以狮子和老虎为例，假设我们从化石中发现狮子和老虎在500万年前分开演化。再假设狮子身上的某一个分子与老虎身上的同一分子有着1%的差异，那就意味着1%的基因差异相当于500万年的分离演化。这样，如果科学家想比较两个现存物种，但没有化石来体现它们的演化历史，科学家就可以查看两个物种在那个共同分子上的差异情况。如果两个分子的差异是3%，科学家就可以知道这两个物种从它们共同的祖先开始已经分别演化了1500万年——也就是500万年的3倍。

在20世纪70年代，查尔斯·西布利（Charles Sibley）和乔恩·阿尔奎斯特（Jon Ahlquist）这两位科学家利用基于DNA变异的分子时钟方式研究了大约1700种鸟类的演化关系，这些被研究的鸟类数量占到了所有现存鸟类数量的1/5。10年后，他们用同样的技术研究了灵长类动物的演化。为了这项计划，他们研究了人类和所有我们最亲近的物种的DNA，这些物种包括通常所说的黑猩猩，波诺波猿（或称为倭黑猩猩）、大猩猩、红毛猩猩、两种长臂猿以及七种猴类。他们的研究成果使我们对灵长类家族谱系有了新的认识。

灵长类家族谱系

在科学家们研究灵长类动物的DNA时钟时，他们发现最大的差异出现在猴类这个分支与猩猩、人类另一个分支之间。这一发现并没有什么令人吃惊的地方，因为自从科学界发现猿类以来，每个人都赞同人类和猿类之间很相近，相似程度要大于人类或猿类中任一种与猴类之间的相似性。分子钟显示猴类同人类、猿类之间有着7%的DNA结构差异。分子钟还表明长臂猿是最疏远的猿类亲戚，它们同其他猿类、人类之间有着5%的DNA结构差异。红毛猩猩则和大猩猩、黑猩猩、人类之间有着3.6%的差异。这些发现表明长臂猿和红毛猩猩在很久以前就同猿类家族中的其他成员发生了分化。今天，长臂猿和红毛猩猩只在东南亚有出现。相反，大猩猩和黑猩猩只在非洲有发现，而那里正是最早期的人类的家园。在猿类中，最亲近的两个物种是两类黑猩猩，即普通的黑猩猩和波诺波猿，它们的DNA有99.3%是相同的。

DNA制作的时钟

分子时钟技术的原理是这样的：假设某类分子存在于所有物种身上，但在每个物种身上有着独特的排列结构；假设这一结构会因基因突变而在几百万年的时间内发生缓慢的改变，而且这种改变的速率对所有物种是一致的。

起源于同一祖先的两个物种在起初有着同一排列的分子结构，那是从它们的祖先那里继承的。然而，随着时间的流逝，在各自物种系谱里会分别发生基因的突变，这些突变会改变两个物种中那一个共同分子的结构。我们可以测量两个物种中这个分子结构的现有差异。然后，如果我们能够知道平均每100万年会发生多大程度的结构变化，那么两个物种的现存差异就可以充当一个“时钟”，告诉我们从两个物种的共同祖先开始到现在已经过去了多少时间。

大约在1970年，分子生物学家发现最佳的分子“时钟”是脱氧核糖核酸，或者称为DNA。在所有现存生物中都发现了这种分子，但每个物种都有着自己独特的分子结构。DNA由两个长链条分子构成，每个链条由四种类型的小分子组合构成。这些小分子通过排列或顺序的差异就能携带从亲代传给子代的所有遗传信息。

为了测量DNA结构的变化，科学家们使用了一种称为DNA杂交的技术。他们将两个物种的DNA混在一起，然后测量这个混合的或者说是杂交的DNA的溶解点。接下来比较这个杂种DNA的溶解点和某一物种的纯DNA溶解点之间的差异，研发发现大约一个摄氏度的差异意味着两个物种有着大约1%的DNA差异。

最后一步就是校正，或者说是设定DNA时钟，这意味着要将DNA的变化同经过的时间进行关联。至此我们可能会知道两个物种的DNA有着1%的差异，但除非我们知道DNA随时间变化的速率，否则我们无法知道这两个物种已经各自演化了多久。为了校正DNA时钟，科学家会研究那些演化历史能够通过化石准确追溯的物种。在鸟类研究的例子中，化石证据和来自现存鸟类的DNA研究都发现DNA中的某一个基因（称为细胞色素b）似乎每隔100万年会发生1%的变化。

利用这个信息，科学家可以测量任意两个现存鸟类物种在细胞素b上的差异，据此可以知道这些物种从它们的共同祖先开始已经分开演化了多长时间。

我们该如何对待猩猩？

既然我们知道黑猩猩与我们的基因差异是如此的小，那么关于我们和猩猩的各自地位的观念也可能随时间而改变。可能发生转变的一个方面就是我们对待猩猩的方式，这就涉及了伦理问题——关于什么是对、什么是错的问题。

将猩猩关在动物园中的笼子里进行展示，这是人们可以接受的共识，但是如果对人类做同样的事情，则是人们所不能接受的。而且如果不是为了满足一些人在参观动物园时对猩猩的兴趣，民众在保护野生猩猩的捐款上投入的可能会更少。一方面我们渴望在动物园内收养黑猩猩和其他猩猩，另一方面我们的知识提醒我们黑猩猩与人类是那么密切相关，我们该如何在两者之间平衡呢？

在黑猩猩身上进行药物实验是一个备受争议的话题。在不向人们说明利害并获得其同意的情况下，对人类进行实验是不道德的，或者说是错误的。那为什么在黑猩猩身上进行这样的实验就是可以的呢？如果我们说那是因为黑猩猩是动物，那么就我们的所作所为而言，这也就意味着我们将它们视为与昆虫和细菌无异的，因为昆虫和细菌也是动物。但是如果我们考虑到智力、社会组织，以及对疼痛的感受能力，那么很难在所有人类和所有动物之间划出一条全或无的明确界线。相反，我们在研究不同物种时应采取不同的伦理准则。对于现在用于药物研究的动物物种而言，如果说其中有一种动物让我们有理由要求停止所有施加于其身上的所有实验，那么这个物种一定就是黑猩猩。

令事情更加糟糕的是，用于研究的黑猩猩通常是在恶劣的条件下关押着。我所遇到的第一只用于研究的黑猩猩被注射了一种慢性的致命病毒。它被单独关在一个室内的笼子里，长达数年之久，而且在它死去之前没有获得任何可以玩耍的东西。另外，在捕捉研究用的黑猩猩的过程中，常常要杀死多只野外黑猩猩才能获得一只，而捕获的那一只通常是还在由它母亲正在照料着的幼崽。

然而，药物研究者之所以用黑猩猩来进行实验，正是因为它们在基因上与我们极为相似。相比在任何其他物种身上进行实验，在黑猩猩身上进行的实验能为提升药物治疗效果提供极大的帮助。现在，研究者们在利用囚禁的黑猩猩研究某些疾病。面对那些可能因这些疾病而丧生的孩子的父母，我们该如何向他们解释他们的孩子还不如黑猩猩重要？从根本上讲，不只是这些科学家，我们大众本身也不得不做出这些可怕的抉择。而我们对人类和猩猩的态度将会影响我们的决定。

那么人类呢？我们的DNA与大猩猩之间有着大约2.3%的差异，与两种黑猩猩之间都有着大约1.6%的差异。这也就是说我们的DNA与黑猩猩这一我们最亲近的现存亲戚之间有着98.4%的共同之处。换个角度说，黑猩猩最亲近的亲戚并不是大猩猩，而是人类。

经过对灵长类动物的校正后，分子钟表明大猩猩从黑猩猩和人类这一分支中分化出去是在大约1000万年前。人类祖先同黑猩猩分开演化大概是在700万年前，换句话说，人类在自己的道路上进行演化的历程已经有700万年了。我们同黑猩猩之间的基因距离要比两种长臂猿之间的差异（2.2%）还要小。以鸟类世界为例，红眼绿鹃和白眼绿鹃都是鸣禽，都属于同一个属，或者说是紧密相邻的物种分类，但它们的基因有着2.9%的差异，比我们和黑猩猩之间的差异要大得多。按照基因距离的理论观点，人类、普通黑猩猩和波诺波猿应该划归到同一个属。从这个角度看，人类是黑猩猩物种下的第三个分支。

人类与黑猩猩之间的差异

只凭着1.6%的基因差异，黑猩猩是怎么变成人的呢？准确地说，这个过程中有哪些基因发生了改变呢？想要回答这些问题，我们需要理解作为我们基因材料的DNA的工作机制。

就目前的认识而言，我们身体中DNA的大部分并没有什么功能。而在那些具备已知功能的DNA中，主要的功能都是与蛋白质有关的，那是一种长链条的氨基酸。我们身上那些功能性的DNA中的一部分可以掌控蛋白质的制造。它的工作机制如下：我们DNA中的这些小分子的序列可以指定或者引导我们身上蛋白质中的氨基酸的排列。某些蛋白质会构成我们的头发和组织，而另外的蛋白质可以构成酶——可以形成和分解我们身体中的其他分子。

最容易被人理解的基因特征通常是那些由单一蛋白质和单一基因（或者说是DNA片段）控制的。例如，我们血液中负责氧气运输的蛋白质被称为血红蛋白，它是由两个氨基酸链构成，而每个氨基酸链均由一个单一的基因调控，但是其他的基因所影响的特征常常不止一个。比如，泰伊——萨克斯二氏病（Tay-Sachs）这一致命性的基因疾病可以引发多种可见的外在特征：流口水，不正常的颅骨增长，皮肤泛黄，等等。我们已经知道所有这些影响均是源自泰伊——萨克斯这个基因调控的一个酶发生了转变，但我们不知道过程是怎样的。

科学家已经知道了一些单个基因的功能——调控单个蛋白质，但是我们对于基因如何塑造复杂特征（比如行为）的过程仍然所知甚少。人类印记是指那些像艺术、语言或者侵略性等可以将我们定义为人类的特征行为，它们似乎并不只是依赖某一个单独的基因。而且，人类的行为还受到家庭、文化、营养以及每个人所处环境中其他方面的影响。在人类的个体差异中基因扮演着什么作用，仍存在很大的争议。但就所有黑猩猩与所有人类之间的行为差异而言，基因差异似乎扮演着重要的作用。

例如，人类具备说话的能力而猩猩不具备，这一定与调控发音盒子结构（喉头）和大脑联结的基因差异有关。一名心理学家在家中收养了一只黑猩猩幼崽，并且它的年龄同心理学家的女儿一样大，而当女儿学会说话或直立行走时，黑猩猩却学不会。人类长大后学会说话，这无疑是因为我们的基因程序所致。但至于一个人长大后是说英语还是韩语则与基因无关，而是取决于这个孩子长大过程中听到的是什么语言。

我们仍然不知道我们DNA中的哪一部分可以解释人类和黑猩猩之间的显著差异——后面四章我会逐一介绍这些差异。我们唯一能够确定的是这些差异必然来自那1.6%的基因差异中的某些部分。我们也十分明确地知道仅需一个或一小部分的基因就可以产生巨大的影响。毕竟在泰伊——萨克斯病患者和正常人之间存在的那些大量的、外显的差异只是源自一个酶的改变。

丽鱼（cichlid fish）是一种在水族馆中经常能见到的鱼，它也展示出了基因的细小变化所产生的影响。在非洲的维多利亚湖中，有着近200种丽鱼。所有种类都从一个共同的祖先演化而来，演化的时间大概只有20万年。这些鱼类在饮食习惯上的差异是相当大的，堪比老虎和奶牛的差异。有些是吃海藻的，有的抓昆虫，有的吃其他鱼身上的鳞片，有的吃蜗牛，还有一些摄取雌鱼排出的鱼卵。然而，所有这些种类之间的差异只是因为它们DNA中不到0.5%的差异。将一个肉食者转变成一个素食者所需的基因突变要比将猩猩变成人类所需的基因突变更少。