猩猩、猴子、鳥類、細(xì)菌……我們生活在一個多姿多彩的豐富世界里。花開花落，草長鶯飛，多少年來，成千上萬的物種就這樣與我們一起在這個美麗的地球上靜靜的繁衍生息，一起唱響生命的歡歌。

然而，這些形態(tài)各異的生靈到底是從什么時候開始出現(xiàn)，從哪里誕生，有什么聯(lián)系，是不是在完全不同的形態(tài)后邊隱藏的一些還無人所知的共同秘密?一百多年前達(dá)爾文的進(jìn)化論似乎已揭開冰山一角，而深入研究還在繼續(xù)。

2005年，科學(xué)家又有了不少有關(guān)基因水平上的進(jìn)化以及物種誕生的新認(rèn)識：科學(xué)家們仔細(xì)分析黑猩猩基因組，希望更好地了解人類物種的進(jìn)化;同時，還再造了1918年“西班牙流感”病毒并測定其基因序列，發(fā)現(xiàn)“西班牙流感”病毒是禽流感病毒的一個變異等。

這些發(fā)現(xiàn)被《科學(xué)》雜志列為“2005全球十大科學(xué)進(jìn)展”之一，并且居于首位。

破譯黑猩猩基因組

目標(biāo)：與人類基因組圖作比較

“人類基因組計劃”于1991年展開，那時，為了解讀人類基因與其它動物基因的區(qū)別，就把小鼠基因組的破譯也列入計劃之中。

盡管小鼠基因組研究在解讀人類基因序列方面的相關(guān)作用是非常重要的，但一些生物學(xué)家對于非人類靈長動物基因組沒有包括在研究計劃之內(nèi)感到很失望。人們已經(jīng)從黑猩猩與人類DNA的比較中預(yù)測兩者的基因有更多的相似。毫無疑問，要想更詳細(xì)地了解人類基因組，免不了要把人類基因組和大型猿類基因組做一個詳細(xì)的比較。結(jié)論：二者相似性達(dá)到99%

研究顯示，黑猩猩和人類基因組相似性達(dá)到99%。即使考慮到DNA序列插入或刪除，兩者的相似性也有96%。人類與黑猩猩的共同之處還在于，兩者都擁有一些變異很快的基因。這些基因主要涉及聽覺、神經(jīng)信號傳導(dǎo)、精子的生成、細(xì)胞內(nèi)的離子傳輸。它們比其它哺乳動物同類基因的變異快得多。

研究人員發(fā)現(xiàn)，自從黑猩猩和人類在大約600萬年前由共同的祖先分別進(jìn)化后，基因序列的插入、刪除或者是缺失，戲劇性地改變了兩者的特征。

研究人員在論文中描述了自人類和黑猩猩分化以來形成的一系列變化，顯示了人類所特有的一些遺傳變異：總共有4000萬個DNA序列差異，其中有300萬個堿基對位于功能基因上，但絕大部分是不具備實際功能或者功能很小。點評：有助于人類更好地認(rèn)識自身陳良標(biāo)中國科學(xué)院研究員

黑猩猩基因組圖譜的破譯有助于我們對人類本身的認(rèn)識。我們知道大猩猩和人有共同的祖先，在進(jìn)化上離人類是最近的。人類和大猩猩在進(jìn)化上分開后，各自的變化可以從基因組上找到線索，通過比較兩者的基因組，可以確定哪些基因或基因組中的哪些片段是人類特有的，從而可以探索是不是這些差異造成了人類與大猩猩間的差異，比如大腦的差異。當(dāng)然，這并不是一件很簡單的事情，生物學(xué)的特征許多是多基因控制的。大猩猩和人類在基因水平的差別不太大，人類與大猩猩的差別可能主要的還是由基因表達(dá)調(diào)控方面的差異引起的。

“復(fù)活”1918流感病毒

回放：一場流感導(dǎo)致世界災(zāi)難

2005年10月6日，《自然》雜志刊登論文，發(fā)布了美國病理學(xué)研究所教授杰佛里陶本伯格領(lǐng)導(dǎo)的一支科學(xué)家團(tuán)隊最新研究成果。他們歷經(jīng)十年努力，終于還原了導(dǎo)致1918年西班牙大流感的病毒基因的全序列排序。

1918年3月11日，美國堪薩斯州的一個步兵營。

清晨，一名炊事員起床后覺得自己喉嚨痛，低燒，有輕微頭痛和肌肉痛等癥狀。至中午，兵營中已有107人出現(xiàn)同樣癥狀。次日，522名士兵全部病倒，其后一周內(nèi)，全美各州都出現(xiàn)了同樣病例。半個多月后，傳到中國和日本，進(jìn)而感染了全世界。

這次大流感是有記錄以來人類歷史上最著名、也最具破壞性的一次流感大流行。全世界有2億人口感染了流感。死亡率據(jù)稱占當(dāng)時全球人口的2%—5%，波及全球大約20%的人口。

當(dāng)時，并無人知道引起這場大災(zāi)難的原因。

發(fā)現(xiàn)：大流感病毒源于禽流感變種

這場災(zāi)難過去將近90年之后，謎底終于由美國科學(xué)家陶本伯格揭開。

通過研究埋葬在阿拉斯加永久凍土帶下一名當(dāng)年的女尸的肺組織樣片，他們首次成功復(fù)制了“西班牙流感”病毒8個基因的全序列排序。結(jié)果表明，1918年的大流感起因于禽流感病毒的一個變種，換句話說，這是禽流感病毒傳染到人體后發(fā)生變異生成的，而不是以前人流感病毒的變異。

它的基因組序列非常接近禽流感病毒，而它的全部8個基因的序列都與其他的人流感病毒存在顯著的差異，這表明它是從禽流感病毒而不是從其他人流感病毒進(jìn)化來的。用陶本伯格的話說：“它是所有哺乳動物流感病毒中最像禽流感病毒的。”

這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)告訴全球，從禽流感病毒到人流感病毒，有時候只需幾個非常簡單的基因變異步驟即可完成。

實驗：病毒毒性驚人

美國疾病控制中心的塔姆佩等人根據(jù)陶本伯格測定的序列，人工合成了該病毒的基因組，將其注射到人腎臟細(xì)胞中(相當(dāng)于病毒入侵)，細(xì)胞據(jù)此合成了病毒，也就是說，1918年流感病毒被重建出來了!

他們在去年10月7日出版的美國《科學(xué)》雜志上報告說，他們將該病毒注射到小鼠中，發(fā)現(xiàn)其毒性高得驚人。在注射兩天后，試驗組小鼠的體重下降了13%。4天后，試驗組小鼠肺部組織中該病毒顆粒的數(shù)量，是對照組(注射了一種當(dāng)代的流感病毒)的3.9萬倍!6天后，試驗組小鼠全都死了，而對照組的小鼠都活著。

點評：可為未來的流感暴發(fā)提供預(yù)測

劉文軍中國科學(xué)院微生物研究所研究員

現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展，特別是分子病毒學(xué)的發(fā)展，使得研究手段提高了很多。有一種叫反向遺傳技術(shù)，利用這種技術(shù)可以研究每個基因片段的功能，另外一種PCR技術(shù)，可以擴(kuò)增遺傳物質(zhì)，便于對遺傳物質(zhì)進(jìn)行序列的分析。

去年，通過這些技術(shù)認(rèn)識了1918年“西班牙流感”病毒神秘的一面，揭示了它與現(xiàn)在病毒一些區(qū)別，為未來可能的流感大流行提供一些預(yù)測，這是從好的一方面講。從壞的方面來說，這些西班牙流感病毒基因片段發(fā)表出來之后，恐怖分子可以利用這些片段構(gòu)造他們所需要的病毒。科學(xué)總是一把雙韌劍。

基因手段揭示進(jìn)化本質(zhì)規(guī)律

陳良標(biāo)

研究生物進(jìn)化主要從大的時間跨度來揭示地球萬物發(fā)展的規(guī)律。

我們這個世界多姿多彩，物種豐富，研究進(jìn)化可以揭示造成物種差別的原因。比如大家都知道人和猩猩起源于共同的祖先，但人與猩猩究竟有什么差別，這些差別是如何產(chǎn)生的，這些基本問題，可以通過研究進(jìn)化來回答。還有，一些原本在其他物種中的病毒，能突然之間傳染到人類，這可能就是因為病毒和人類本身進(jìn)化的結(jié)果。如果知道這個變化過程是怎樣發(fā)生的，就可以根據(jù)這些知識預(yù)防一些病毒在人類中流行。

決定生物性狀的是基因，它們是生物遺傳和變異的載體。在發(fā)現(xiàn)基因之前，研究進(jìn)化是從生物體的一些生理和表觀的特征，如葉片的多少，動物的體重等可以通過簡單觀察得到的現(xiàn)象入手的，根據(jù)這些現(xiàn)象把世界萬物進(jìn)行分類，并發(fā)現(xiàn)它們之間的親緣關(guān)系，這些現(xiàn)象不能揭示產(chǎn)生物種間差別的根本原因，而依靠基因手段，可以揭示進(jìn)化的內(nèi)在、本質(zhì)的規(guī)律。

現(xiàn)在，更多物種的全基因圖譜將被破譯出來，擁有這些數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行更多的不同物種間的比較，系統(tǒng)地了解地球上生命形態(tài)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化的過程和規(guī)律，從而了解和預(yù)測生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系以及發(fā)展方向。

■新聞緣起

二○○五年，科學(xué)家又有了不少有關(guān)基因水平上的進(jìn)化以及物種誕生的新認(rèn)識：科學(xué)家們已經(jīng)開始仔細(xì)分析黑猩猩基因組，希望更好地了解人類物種的進(jìn)化;同時，還再造了一九一八年“西班牙流感”病毒并測定其基因序列，發(fā)現(xiàn)“西班牙流感”病毒是禽流感病毒的一個變異等。這些發(fā)現(xiàn)一并被《科學(xué)》雜志列為“二○○五全球十大科學(xué)進(jìn)展”之一，并且居于首位。