《基因社会》读书笔记自私却能协作的基因
当道金斯在40年前写作《自私的基因》时，并没有一个完整的可供分析的基因组，他依靠更基本的原则构建起了这本影响深远的巨著。40年后，尽管《自私的基因》的内容依旧在原则上是正确的，但随着基因组学的发展，数百种生物的基因组被人类解读，我们对基因和基因之间的关系有了更深的了解。《基因社会》这本书不需要读者具有任何生物学背景，；两位作者曾经是物理学家和计算机学家，因为《自私的基因》这本书转行做了进化生物学。
1） 何为基因
人体内的每个细胞核中包含23对染色体（生殖细胞除外），每对染色体都可以看成一串四进制的序列，由四种碱基构成，我们一般将其称作ACGT。这23条染色体加起来，总长度为2.8G，大概相当于三万本书的数据量，相当于一个小型图书馆了。这就是我们常说的DNA序列，但这些序列并不是都是有意义的。研究表明，人体内共有20000个基因，这两万个基因，散布在各个染色体上，类似于书中的格言。这些基因区，是生物狗们研究的最多的区域。
读者也许会问，人体内的这2,8G的数据，是否都是不同的。答案会让你感到惊奇，约15%的序列是重复了50万次的一段序列组成的。这相当于你走进一家图书馆，发现里面七分之一的书都是一模一样的。该怎么解释这一现象？要想了解这背后的原因，先要从基因的两种功能说起，即编码蛋白和调控其他基因的表达。
2）基因的功能
基因的第一项功能是翻译成蛋白质。蛋白质是生物体中的多面手，无论你的机体想做什么，都离不开蛋白质。但蛋白质是需要定制的，每个不同类型的细胞，都需要不同的蛋白质。如何从蛋白质的原材料氨基酸制作出各种功能的蛋白质，需要基因来为其提供指令。不论对于动物植物或是细菌，DNA通过先生成RNA，再由RNA来制作蛋白质，这就是传统上说的中心法则。基因的另一项功能是调控其他基因的表达。举个例子，基因不止是图纸，还包括何时启动流水线的流程图。有些基因本身不表达蛋白质，但却调控着其他基因是否被使用，即这种基因记录的其他的蛋白质被制造多少，何时制造。
正是这两项结合起来，使得DNA序列上出现了这15%的重复，举一个具体的例子，一种名叫LINE1（long interspersed element type 1）的序列总长度为6000个字母。这段序列不会让拥有这段序列的机体有什么优势，但是这段序列会制造蛋白质，将自身的这段序列对应的RNA序列先翻译成DNA序列，再将这段重复的序列粘贴到其他序列中间，如此，便使自身的拷贝数又多了一份。
随着进化的演进，LINE1序列便会越来越多。诚然，由于基因在复制中会随机出现一些错误，某些LINE1序列会由于错误变得不具有复制能力。但只要LINE1序列复制自身的速率高于其被损耗的速率，那么这段序列就会持久的存在。类似的序列还有Alus。
3）基因间的合作与搭便车
本书的第一章讲了一个合作失败后的可怕后果–癌症。癌症的成因是由于基因的突变，我们的DNA序列是一本接近60亿字的天书，存在于我们的每一个细胞里。我们的身体的细胞每七年就会重新更替一次，七年后的你身上的每一个细胞都不会是你如今的细胞。我们的细胞需要在其到了寿命后分裂以产生新的细胞，而癌细胞正是在这过程中，基因中累计的错误越来越多造成的。癌症之所以随着年龄的增高，发病率升高，是因为已经发生了部分具有癌细胞特征的细胞更容易在下一轮的分裂中转变为癌细胞。
任何社会都需要定义自己的边界，每一个生物体也不例外。本书第二章的主角免疫系统负责消灭入侵者。细菌的免疫系统和高等动植物有所不同。但两种免疫系统都是动态的，随着环境的改变而改变。细菌的免疫系统会将入侵者的信息写入自己的基因组，直接传给下一代。而人类的白细胞会在战胜了某种病毒后留下抗体，这些抗体将帮助机体当再一次遇到相同的入侵者时快速集结军力。母亲在母乳喂养时会将自己的抗体传给孩子。
前文提到的LINE在绝大多数情况下，是不会帮助生物体更好的适应环境，找到配偶的。LINE序列之所以能传递到下一代，依靠的是其他基因的共同作合作，使得机体得以传递到下一代。只要LINE序列不要插入到关键的基因区，造成生物体丧失基本功能，LINE基因就能够不断的扩大自身的出现的次数。
将全部基因看成一个社会，LINES基因是些搭便车者，另一类搭便车的基因则是病毒。病毒是一切生命最古老的敌人，其DNA序列的长度可以长可长达100万，短可短至300个碱基。只要是细胞结构，遗传信息都只被存在DNA里，但对于病毒，他的遗传信息存在于DNA，RNA，蛋白质中，病毒由于其基因组太小，无法独立的完成其基因序列的传递，便需要借用其入侵细胞来帮助自己制造更多病毒的副本，而在细胞里积累了足够多新的病毒后，细胞会爆裂，从而让病毒可以脱离细胞壁的束缚。
4）基因需要合作才能传递
初看起来，通过有性生殖来传递自己的基因是很低效的，你只能将自己一半的基因传递下去。但站在百万年的大视角上，有性生殖是个很高效的传递基因的方法。在一个计划总是赶不上变化的时代，有性生殖能让生物体更快的尝试新的“基因社会”的组合方案，这使得有性生殖能够更快的探索更广大的进化地图。有性生殖中来自父本的基因和母本的基因可以相互纠正，从而避免了基因的退化。男性的Y染色体之所以比X要短，而且越来越短，就是因为Y无法像X那样，遇到一对可以和他配对的染色体，从而补回那些在复制中丢失的序列。这本书的第三章讲述的是”基因社会“如何通过有性生殖来给每一个基因一个平等的机会的。
自然选择是影响基因的一个重要因素，但不是唯一的因素。每一个人的DNA序列99.9%都是类似的，环境会决定那些基因是有益的。但大多数的基因差异没什么实际意义，它们只是进化过程中的看客，搭着那些有益的基因的顺风车。虽然真正起作用的差异不多，但不止在人类上，对于任何一种生物，极小的基因差异可以产生个体特征上巨大的差异。自然选择是在基因层面上进行的，选择的那种基因的标准只是看这种基因是否有助于这种基因传递下去，那怕这种基因不利于承载它的生物体的整体利益。这本书的第四章看过《自私的基因》的读者不会陌生，但作者给出了具体的例子，比如紫外线照射和维生素D的关系。
如同人类社会，基因与基因之间也存在着错综复杂的网络连接关系。本书的第五章讲述了这个网络的组成。生物体要完成一项任务，多半需要多个基因的配合。人类的遗传性疾病可以被确定是由某个基因的错误引起的。但由于基因间的协作网络，大多数的复杂疾病无法找出一个可以百分百解释的基因位点，而是由多个基因的变化共同影响的。一个基因可以有多个功能，从而会导致一个基因上的突变就可以导致生物体性别的改变，或者体征上显著的变化。
基因社会的组成不是一成不变的。当一个物种由于相互之间长时间的地理隔离，就会分化成两个物种。在本书的第六章讲述了基因社会分化成两个小社会的故事。人类和大猩猩的基因社会之间差异过大，他们的后代不可能生产下来，这是由于他们的后代的基因之间差异过大，无法相互协作。而在人类走出非洲的过程中，人类和尼尔德特人就有过基因之间的交流，从而我们每个人的体内都或多或少的包含着尼尔德特人的基因。这些来自于尼尔德特人的基因在帮助我们来自非洲的祖先对抗欧洲和亚洲的本土病毒时有所帮助。
基因之间的相互作用不止体现在合作中，也体现在有些基因会遏制或促成其他基因发生作用。有的基因像工人，有的基因像管理者。正如在人类的社会里，”将熊熊一窝“，那些担任管理者的基因影响更广。”管理者基因“的改变带来了例如人类的语言和大脑之类的奇迹。还有些基因如同CEO一般，是最高层的管理者。HOX基因就是这样一个管控着人类和大多数动物生长顺序的基因，果蝇HOX基因上出一个问题，会导致果蝇的头上长出角来。而人类的HOX基因和果蝇的HOX基因也是有相似之处的，就仿佛你和你的远房亲戚一样。这本书的第七章讲述了不同功能的基因相互间的故事。
5）如何获得新的基因
基因社会如何获得新的成员是第八章的主题。基因的复制使得不同的基因副本可以分化为不同的功能。正因为这个原因，我们的大部分基因都是最初几个基因的带着不同注释的抄本。正是由于相似功能基因的复制，带来了例如视觉，嗅觉上进化的成功。细菌通过借鉴不同细菌中基因组中有用的部分来获得新的基因，这样盗取知识产权的行为被称为水平进化，这使的细菌的抗药性成为一个严重的问题，一旦一种细菌产生了抗药性，这段基因就会很快传递到所有类型的细菌中。
如果无法消灭它，那么就同化它。这个适用于人类社会的规律也适用于”基因社会“，而这是这本书第九章的内容。绝大多数真核细胞中的能量工厂都来自与他的线粒体，而线粒体包含着自己的基因组，之所以这样，是因为线粒体来源于数十亿年前被吞下的细菌，进化塑造了这样的焦不离孟孟不离焦的共生关系，曾经是一个完整细菌的线粒体放弃了自由，成为了新的细胞的一部分，由于新的细胞生存能力更强，从而使得线粒体自身的基因被广泛的传播。作为代价，线粒体的很多功能都需要依赖其房东，从而即使自身部分基因在复制中出了错，也不会有所显现，久而久之，失去了其大部分基因，变得相比来说特别的短。植物中的叶绿体也有类似的进化旅程。
任何社会都会存在搭便车的人。基因社会也不例外。本书的第十章描述了很多以搭便车来使自己得以传承的基因。由于存在着越来越多搭便车的基因，我们人类的基因组会变大，这些基因会在我们的DNA序列中不断的复制自己，从而在不做出任何实质贡献时依然被传递给下一代。洋葱的基因组是人类的五倍，新增的大多是这些搭便车的基因。而病毒，则是另一类和生命体本身一样古老的搭便车基因，在40多亿年前，病毒就已经存在。
我们能从这本书中学到什么？我们的体征，包括大脑的结构，身高体重，都是取决于基因社会自身的互动和基因与周围坏境的相互作用。基因影响着我们的思维和情感，但基因不关心我们的幸福，只在乎让自己多活一轮。一个基因上细小的变化会对拥有这个变异的个体产生影响深远的变化，进化不止是渐进的，偶尔也会有大的跳跃。
但我们不是基因的俘虏，不只是基因传递自身的工具。人类有反思自省的能力，当我们的判断由于基因而扭曲时，我们具有自我觉察的能力。进化中绝大多数时间的稀缺性使得我们的基因会做出短视的决策，比如吃大多高糖分高脂肪的食物。但我们可以通过学习，来挣脱基因的律令，我们每个人的潜力和天赋不是写在我们的基因里，而是取决于我们能从基因的牵线之手中争夺出几分独立。《思考，快与慢》中提到的不同思维系统，快的多半是取决于基因，慢的则取决于自身的学习和修炼。
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枫2020-04-05 20:41:52
死亡是否是由于基因错误的修复成本累积得越来越高，而产生的系统性崩溃？那该什么解决…？
作者
第一个问题，回答是yes，第二个问题是衰老研究关心的未解之谜
繁星2020-04-04 10:38:08
……