基因与细胞
[美] 《科学新闻》杂志社 (Science News)
前言 PREFACE
人体是数十亿细胞包裹着数万亿细胞构成的一个整体。细胞们受到基因的支配,这些DNA片段给身体提供各种指令,包括骨骼和大脑的构建、心脏的跳动、将食物转化为能量、抵御疾病侵袭、甚至(至少在某种程度上)决定我们的外貌和人生观。基因是遗传的单位,而细胞是生命的单位,这两个基本概念是现代生物学的基石。当生物学家探索生长发育、物种进化、生物间的相互作用等科学问题时,他们常常能在基因和细胞层面找到答案。此外,当机体患病或遭受损伤而无法正常工作时,也是基因和细胞出了问题,并且能在这二者中找到解决之道。
“细胞”这个词已有几个世纪的历史。20世纪60年代,英国博物学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)用早期的显微镜观察了死亡的植物组织之后,发明了这个词。在接下来的几个世纪中,科学家陆续鉴别出细胞的不同部分,检测了不同类型细胞的可变性,并且探索了细胞分裂、死亡等相关活动的生物分子信号。“基因”这个词则要年轻得多,但它的发明仍可追溯到20世纪初。丹麦植物学家威廉·约翰逊(Wilhelm Johannsen)使用这个词来代表格里哥·孟德尔(Gregor Mendel)在著名的豌豆实验中所描述的不连续的遗传单位。当时,这还是一个很抽象的概念,但现在科学家对基因的认识已经清晰很多。主要的研究进展包括,在20世纪50年代破解了DNA的双螺旋结构,以及在21世纪来临时解析了人类基因组这部完整的“生命说明书”。
对进化生物学家而言,基因就是一座金矿。目前已完全破解了包括多种细菌、狗、鸡、黑猩猩及海鞘等超过150种生物的基因组。另外也对许多其他物种的DNA进行了一定程度的研究。在物种内或物种间进行比较,有助于增进我们对生物进化树的理解。本书中的研究内容涵盖过去5年的时间,这段时期,科学家在鉴别人类与其已灭绝的近亲之间的关系方面取得了巨大的进展。此外,在其他动物中也有可喜的发现:现在…