分子比对

达尔文不知道——也不可能知道的是：除了他那时可利用的“解剖学对比”，我们现在又引入了分子遗传学，从而使对比性证据变得更具说服力。

正如所有脊椎动物的整体骨架是不变的，而单个的骨骼却各不相同；正如，所有甲壳纲动物的外骨架也是不变的，而单个的“体节”却是各式各样的；同样的，所有生物的DNA密码也都是不变的，而它们自身单个的基因却是多样化的。这是一个非常令人震惊的事实，它比其他任何证据更为清楚地表明：全部生物都来自同一个祖先。在所有动物、植物、真菌、细菌、古生菌和病毒中，不仅仅是遗传密码本身，而且使生命运转的整个基因/蛋白系统（这是我们在第八章已经探讨过的）都是一样的。不是密码本身不同，而是密码所编写的内容不同。当我们对比着查看密码所编写的内容——所有不同生物的实际基因序列，我们就会发现同一种分层次的相似性谱系树。我们对比脊椎动物的骨架、甲壳纲动物的外骨架，甚至整个生物界中所有结构相似性的模式之后，曾发现过相同的谱系树——但基因序列相似性的谱系树展现得更为全面，并且更具说服力。

如果我们想要解答这一问题：任意一对物种之间具有怎样密切的亲缘？例如，刺猬和猴子之间具有怎样密切的亲缘？理想的方法是：查看两个物种中每一个基因的全部“分子文本”，逐字逐句地进行比对——就好像一个《圣经》学者对两卷《以赛亚书》或其残卷进行对照。但这一过程既费时又昂贵。“人类基因组计划”（The Human Genome Project）历时10年左右，意味着许许多多人每人都干100年的工作量。即便如今能在短时间内就取得相同的成果，但如果开展“刺猬基因组计划”这样的工作仍将是一项庞大而昂贵的工程。人类基因组的完整破译就像阿波罗登月计划，还有大型强子对撞机（当我写这本书时，它刚刚在日内瓦启动——当我参观时，这一巨大规模的国际心血结晶令我感动得落泪）那样，是那些令我身为人类感到自豪的成就之一。我很欣喜，“黑猩猩基因组计划”已圆满完成，这意味着其他各个物种的基因组也即将被破译。如果按照目前的进度[见下文的“霍奇金定律”（Hodgkin’s Law）]，不久以后，我们就能对近缘物种中每一对我们想要测定的基因组进行测序——这在经济上将是可行的。目前，我们不得不主要依靠对基因组特定部分的抽样，这也是一种十分行之有效的方法。

我们可以通过挑选出几个选定的基因（或蛋白质，其序列直接由基因翻译而来）而进行抽样，并对它们进行跨物种的比较。我将过一会儿再回到这个话题。然而，还可以通过别的方法来进行一种粗略“自动抽样”，并且这类技术存在已久。有一个早期方法，它利用了兔子的免疫系统，其效果出奇的好（实际上你可以利用任何你喜欢的动物，但是利用兔子能够出色地完成这一工作）。作为机体抵抗病原体的天然防御机制的一部分，兔子的免疫系统能够产生抗体，来抵抗任何侵入血液的外源蛋白。正如通过观察我血液中的抗体，你可能会说我曾得过百日咳，同样你也可以通过观察兔子目前的免疫反应，说出它过去曾经“接触”过什么。现存于兔子体内的所有抗体（包括人工注射的蛋白质），构成了一个由兔子肉体承载的“自然冲击史”。也就是说，假如你将一个黑猩猩的蛋白质注射到兔子体内，兔子由此产生的抗体将随后攻击再次注入的同样的蛋白质——如果它再次被注入的话。但是，假设你第二次注射的等效蛋白质不是来自黑猩猩，而是来自大猩猩，那么将会怎么样呢？对于此前“接触”过黑猩猩蛋白质的兔子，它预备的相应抗体，可以部分地对抗大猩猩版本的蛋白质，但是该反应会减弱。这些抗体也会对抗袋鼠版本的蛋白，但考虑到袋鼠和黑猩猩的亲缘关系要比大猩猩和黑猩猩的亲缘关系远得多，所以该反应会更弱。兔子对后续注射蛋白的免疫反应强度，可用来估量该蛋白与兔子首次所“接触”蛋白的相似度。20世纪60年代，加州大学伯克利分校的文森特·萨里奇（Vincent Sarich）和艾伦·威尔逊（Allan Wilson）就是通过这种方法，利用兔子证明了人类和黑猩猩的亲缘关系是最近的（人们以前却并不这么认为）。

还有另外一些方法利用了基因本身，直接比对物种间的基因，而不是比对它们所编码的蛋白质。在这些最老旧而最有效的方法中，有一种方法叫作“DNA杂交”。该方法通常对应着我们常见的那一类声明：“人类和黑猩猩共有98％的基因。”顺便提一下，对于这些百分数的确切含义是什么，人们会有一些困惑。98％的什么是相同的？确切的百分数取决于我们计数时所用的单位大小。对此，一个简单的类比可以加以说明（这个类比的方式十分有趣），因为类比不但和事实有相似之处，而且还具有启迪作用。假设，我们有同一本书的两个版本，要对它们进行比较。假设该书是《但以理书》（Daniel），我们要将其标准版与一个古卷版本相比较——这个古卷刚被人们在一个可以远眺死海的洞穴中发现。这两个版本的章节有多大的比例是相同的？很可能是零——因为只要在整章中