科普杂谈之三十六    浅谈染色体、DNA、基因以及它们和生物性状之间的关系

自从现代遗传学说问世以后，人们才知道，生物的所有特性都是生物体内的遗传物质控制的。随着“中心法则”理论的创立，人们又进一步认识到，生物体内的遗传物质叫DNA，它贮存着生物体内的所有遗传信息；它能通过复制的方式将遗传信息转录到信息RNA上，然后再由信息RNA根据遗传信息翻译成对应的蛋白质肽链，最后由这些蛋白质链肽表达出生物的各个具体的性状。

为了方便起见，科学家们把DNA上的决定生物具体性状的部分称之为“基因”。

起初，人们以为，生物的每一个具体的性状都是由一对相对应的基因所决定的。后来，随着科学家对生物体内遗传物质的深入研究，发现遗传物质和生物性状之间的关系，远比人们想像的要复杂得多，甚至，直到现在为止，有些问题还没有完全搞得清楚。

下面，我想从科普的角度出发，用通俗易懂的语言，扼要地介绍一点有关染色体、DNA、基因以及它们和生物性状之间关系方面的知识，供广大的网友们研究时作参考。如果有错误的地方，欢迎大家批评指正。

现代遗传学认为：每一种生物的特性都是由其体内的遗传物质所决定并且是代代相传的。生物体内的遗传物质叫DNA，学名脫氧核糖核酸；它是由无数个脫氧核苷酸分子结合而成的两条长链通过碱基对组合成的具有螺旋状结构的高分子化合物。一般地说，每一条染色体内只含有一个DNA分子，人们所说的基因，就存在于DNA分子上。

现在，我就以人体内的遗传物质为例来简要地说明染色体、DNA、基因以及它们和人体各种性状之间的关系。

人体是由无数个细胞构成的，每一个人体细胞内，都含有二十二对常染色体和一对性染色体，女人和男人的常染色体是一样的，但性染色体却不一样，通常，女人的染色体组合用22十xx表示，而男人的染色体组合用22十xy表示，由于这方面的知识已经普及，所以，我就不再作详细的敍述了。下面就专门讨论人的DNA、基因和性状之间的关系。

前面已经说过，每个人体细胞内有二十三对染色体，每个染色体内有一条DNA分子。科学家们研究发现，同一对染色体内的两个DNA分子的结构几乎是完全一样的，其相同的几率达到了99·99%以上，即使是那一对性染色体内的两个DNA，其相异点也微乎其微。后来，科学家又对全世界各个不同人种细胞内的DNA分子进行了仔细的检测，发现他们的DNA分子结构也高度的一致，这就充分地表明了全世界的各个人种都是由共同的祖先进化而来的。

科学家们对人类DNA的测序工作是从1990年开始的，美国、英国、法国、日本和中国的科学家都先后参与了这项工作；2005年，科学家们已经基本上完成了人类基因组的测序工作，并据此绘制出了人类的基因图谱。

在测序过程中，科学家们从23条染色体中检测了30亿个碱基对，并从中测出了25000余个具有遗传效应的“编码基因”。 由此证实了所谓“基因”，并不是DNA分子上的某一个或某几个碱基对，而是DNA分子上的具有遗传效应的分子结构片段，每个基因中都包含了成千上万个碱基对。人类的遗传信息，就贮存在这些基因的碱基对的编码之中。

科学家们还通过对其他动物基因的检测，发现其他动物的体内也存在着一些和人类相同的基因，尤其是黑猩猩，它们体内的基因和人类基因的相同率竟然达到了90%以上，这表明了人类不仅和黑猩猩有过共同的祖先，而且很可能还是个“近亲”。 不过，这个近亲和人类有着一个根本的差别，那就是它们的大脑皮层中没有“语言中枢”， 喉部也缺少完善的发音器官，这就决定了在它们的群体中，不可能出现语言和文字。

人类的大脑皮层出现语言中枢，是人类进化过程中的一个巨大的飞跃，对人类社会的发展起到了极大的推动作用。人类大脑皮层中的语言中枢和喉部完善的发音器官无疑是由人类的遗传信息所决定的，人类为什么会产生这个特有的遗传信息？在我国的学者中，存在着两种不同的看法，有的学者认为，这种遗传信息的产生纯属偶然，由于这个遗传信息有利于人类的生存，所以就通过“自然选择”被保存了下来。更多的学者则认为：人类的祖先在进化的过程中，由于共同生活和劳动的需要，产生了原始的语言，在而后长期的交流中，大脑皮层在不断地影响下逐渐地形成了“语言中枢”， 喉部的发音器官也变得越来越完善。在尔后长期的进化过程中，这种有利于人类生存的变异，通过遗传物质的变化逐步转化成了遗传信息而被保存了下来。我完全赞同后一种看法，而且还认为这是一个获得性遗传的典型实例。

在这里，我还想告诉大家的是：人类的遗传信息只是决定了人类个体发展的潜在的可能性，至于这个个体能不能完全按照遗传信息所决定的方向发展，还将受到人体內外诸多因素的制约。以下两个实例就充分地说明了这个问题。

若干年前，我国社会上曾经流传过一个“狼孩”的故事，说的是有一个小孩出生以后不久突然失踪了，数年以后，人们在狼群里发现了这个小孩，他的外形虽然和普通的小孩没有多大差别，但是，他已经不会直立行走，只能像狼一样用四肢奔跑，同时他也完全失去了语言的功能，只能像狼一样直声地嚎叫。这个故事表明，尽管这个小孩的身体内有着一套完整的人类的遗传信息，但是，他从小就生活在狼群里，没有机会向大人学习，所以，他本身所具备的一些“潜能”，就不可能正常地表达出来。

还有，自古以来，人们都知道，凡是哑巴，生下来的时候一定是聋子。在现代社会里，这种哑巴，经过了特殊的训练以后，还是能够说话的，这说明了他的语言中枢和发音器官是完全正常的，他之所以成为哑巴，完全是因为他从小就失去了学习说话的机会。

由此可见，在人类社会中，“学习”是个体发展中至关重要的因素，事实上，世界上的任何“天才”，都不是天生的，而是由社会培养出来的，这种“培养”， 既包含出生以后父母対他的教育和训练，更重要的是学校教育和社会上各式各样的影响。个人的心理素质、智慧和道德修养等都不是与生俱来的，而全都是社会影响的产物。

不可否认，各个人体内的遗传信息确实存在着一定的差异，比如，有的人的认知和记忆能力，的确比别的人有着明显的优势，这就是所谓的“天赋”。 但是，这种先天性的“天赋”和后天性的“机遇”相比，是微不足道的。事实证明，任何一个“天赋”极好的人，如果没有机会接受良好的培养和教育，是无论如何成不了“才”的。所以，只有普及教育，实现教育公平，才能使每一个人的聪敏才智都能得到充分的发展。

纵观十余亿年来地球上生物界进化的历史，无数个生物种群灭绝了，剩下来的数不清的生物种群则依然在现有的生活条件下缓慢地向前进化，它们力求适应正在不断变化的生存环境。唯独只有人类，在短短的二百余万年的历程中，飞速地进化成为不仅能够充分地利用生存环境中的自然资源，而且还能主动地改造生存环境的社会群体。

人类社会这种独特的进化方式，不能简单的用“自然选择”来解释，而很大程度上是得益于人类的大脑皮层中出现语言中枢的结果。当人类进入了文明社会以后，人类不仅能够通过遗传信息将人类所特有的潜能代代相传下去，而且还能通过语言和文字把人类历代所创造的物质文明记录下来并传播到世界的每一个角落，这是除了人类以外的其他生物无法与之相比的。

我们完全有理由预计，在人类今后的进化历程中，语言中枢的功能和认知能力将会因为经常受到锻练而进一步增强，不断增强的语言中枢功能和认知能力又能通过遗传物质的变化转化成为人类遗传信息中的新的组成部分，从而使我们的后代比现代人具有更强的思维能力和认知素质，他们一定能够在征服自然方面创造出更加光辉灿烂的成就。

2015年6月18日