我們所有人都認為,自己腳步前進的節奏是依照自己內心的想法而定,但是科學研究表明決定這決定個節奏的人其實肉眼看不到。
我們相信自己控制了生活步調,但是有驚人的證據指出,這個想法只是幻覺。實際上有股隱藏的力量操控並且調整我們的每種行為。
其實連口味這種基本的事情都不在自己掌握之中,那麼人類阿有哪些事情是不受自己控制好了?
DNA通常被冠上「生命藍圖」的稱號,因為其中含有建構生命體的直立。對於絕大部分的人類來說, DNA製造出來的身體相當於簡樸的居所,不過有些人得到的是華夏,或是待修的房屋。
同卵雙胞胎基本上算是複製體,基因百分之百相同,即使如此,外貌和行為往往也有所不同。環境因子會影響基因,外在世界與基因交互作用的方式是一個新的研究領域,成為表觀遺傳學。
有關遺傳對於人類行為的影響非常大,甚至在出生之前就作用在我們的DNA上了。舉例來說,接觸到尼古丁或是其他藥物,會以化學方式影響男性精子中的基因。母親在懷孕期間做的事情也會讓胎兒的DNA永遠改變,有關遺傳可能對於肥胖,沮喪、焦慮、智能的各方面都有廣泛的影響。科學家發現與壓力、虐待、貧窮與疏於照料都會傷及被害人的DNA,對於行為的不良影響會遺傳數代。這些表觀遺傳領域中驚人的發現指出了另一種暗地裡影響我們行為的力量,對此我們完全無法控制。
除了基因以外,科學家也發現入侵到人類身體中的微小生物也會影響我們的行為,這些生物有各式各樣的基因。聽過「微生物體」這個詞嗎?最早偷偷住進我們身體的微生物萊城區。隨著年紀增長,我們也從食物、寵物和其他人那裡得到微生物。新的研究指出,人類的腸道中有數兆個微生物,他們可能會影響我們的食欲、心情、人格等。例如科學家把受到憂鬱所苦的人類腸道微生物,與知道活潑、精神的正常小鼠體內,便會讓小鼠也陰沈憂鬱起來。
我們將會看到許多人喜歡的西方飲食會大幅改變腸道中的細菌種類,讓有些人推測腸道細菌可能加重的過敏、憂鬱和長照症候群人健康問題,因為這些疾病在富裕國家更為常見。
有一種由貓傳染的常見寄生蟲,會有¼的機率入侵你的腦部,減損你的認知能力,讓你變得比較容易上癮、異常憤怒與罹患神經過敏病。
有越來越多證據指出這些林林總總的微生物為了自己的利益而影響我們的行為,讓人再次懷疑我們是否真的完全控制了自己的行動。
我從小就接受了「人類主宰自己命運的」觀念,但是當我越來越了解生物學之後,這種簡化的概念就不再有任何教化意義了。拿飲食過量來說好了,許多人會責備肥胖的人,並且嘲笑他們缺乏自我控制的能力,但是這樣實際上並沒有什麼用,不是嗎?為什麼有些人缺乏自我控制的能力?那些有憂鬱症的人也是。對於那些不知道怎麼解決問題的人,我們往往會說:「你已經長大了,要自己克服。」這樣的話也沒什麼幫助。為什麼憂鬱症患者無法擺脫沮喪?我們對於謀殺者犯案的想法也都是「他們本來就很邪惡」。同樣沒有正面的注意。我們需要深入研究,希望能真正了解人類的行為來由。
剛電腦花了很久才打開一個城市的時候,我們不會說電腦懶惰。當車子發不動的時候,我們不會說車子缺乏決心。如果飛機因為引擎故障而被迫降落時,我們不會認為飛機是惡意犯下罪行。當然人類要比那些機器精密複雜多了,但是人類也是機器,人類的本質就是如此。
1952年
赫旭與蔡斯到了手冊
噬菌體的組成部分只有蛋白質和DNA,會降落在細菌的表面。科學家分別用
放射性磷標定DNA( DNA中沒有琉原子)
放射性琉標定蛋白質(蛋白質中沒有磷原子)
追蹤不同的放射性原子,可以知道師近期在感染細菌之後, DNA與蛋白質的所在位置。
結果顯示,噬菌體DNA進入細菌中,而蛋白質外殼留在細菌表面。一旦噬菌體DNA進入細菌體內便會開始打造更多噬菌體,直到數量多到把細菌塞爆,這個漂亮的實驗指出DNA上有打著噬菌體後代的指令。
DNA的形狀是雙螺旋,像是螺旋狀的梯子,每根階梯由於對生物化合物構成,這種化合物是核酸( DNA中的是從核酸所寫成A、T、C、G)。從這樣的結果很容易就可以看出DNA如何攜帶我們稱為基因的遺傳單位。螺旋狀的階梯會展開變成一般的梯子,接下來形成階梯的一對對核酸彼此分開,像是打開拉鏈那樣。打開之後, DNA上的密碼會漏出來並且「轉錄」到攜帶訊息的分子上,這種分子稱為信使R A( M R N A),用於製造蛋白質。我們可以把DNA看成是工地的領班,蛋白質是實際從事各種作業的建築工人,讓細胞和組織具有結構並且展現功能。
是研究指出DNA含有的基因能夠用來複製出完全相同的生命體,也就是複製體,這個理論在1996年成真,該年桃莉羊誕生了,這是第一頭由成年細胞複製出來的哺乳動物。
製造方法是把成年羚羊細胞中的DNA放入已經剔除原本DNA的卵細胞中,再把卵細胞放到代理孕母中,2018年,利用相同技術創造的複製猴子首度誕生了。
2003年,人類基因體計劃完成,把人類DNA的30億個核酸序列全部定序完畢,這是非常大量的資訊。一個人類細胞中的DNA如果拉長會有2公尺, 好一張大床的長度相同。如果我們每秒讀DNA上的一個字母,要花將近百年才能讀完。人類的基因體中約含有兩萬一千個,分布於46條染色體上,其中23個來自於母親,另23個來自於父親。
能夠讀懂DNA的語言迫使我們改寫人類的歷史。地球上繁複多樣的生命不是突然同時出現的。生命起源於一個含有DNA的簡單細胞,經過幾十億年的演化成為現在的模樣。生命起源於競爭資源,讓自己能夠在所屬的環境中繁衍的個體把自己的DNA給下一代,像是接力賽跑的選手把棒子傳下去。無法贏得競爭的生物體不是死亡,便是在新的環境中展開不一樣的演化軌跡。
著名的生物學家理查·道金斯把基因描述成「自私」的複製者,他認為基因所打造出的生物體是基因的「生存機器」,因為這些機器的基本用處就是要保護其中的DNA,並且確保DNA能夠傳遞到下一代。
「母雞實際上是雞蛋用來複製另一個雞蛋的方式。」
雖然人類能夠想像出許多天花亂墜的說法,但是人類和其他動物並沒有什麼差別。研究演化心理學的科學家認為,人類所有行為背後的驅動力量,在某些方面就只是要找到伴侶並且複製基因而已。從這個行為角度看,人類愚蠢的行為一下子就變得有道理。許多人無法對抗地位、貪婪與權力的誘惑,只是因為這種推力來自於我們的基因庫而已。
我們不可能變成想要的模樣。我們繼承的基因,就像是我們在牌桌上拿到的,只能盡全力發揮力量,盡力取勝。
定出人類基因體的序列誠然讓我們更了解人類運作的方式,但是序列只是人類這幅圖畫的草圖而已。DNA序列的閱讀方式不同於一般小說,反而更像是「多重結局冒險故事」那樣,環境會改變故事進行的方向。你的DNA有許多不同的故事版本,你在鏡子中看到的只是其中一個版本的結局,有你在麼母胎中接觸的各種事物塑造而成。
你所處的環境會關乎你DNA中的某個變異是否要緊。如果我身在50,000年前,可能不會活得很長,並不是因為我厭惡露營,而且上半身的肌肉力量只能夠打開一包洋芋片。而是我同時還有近視眼,這會讓我狩獵與採集的能力很差,而且很容易成為獅子、老虎和雄的獵物。天擇會持續讓差勁的視力從基因庫中淘汰,但是眼鏡發明了之後,像我這樣的家伙就會出現了。
環境對於基因的正確程度也有直接的影響。雖然曝曬在陽光之下或是掉入核廢料桶裝會引起突變,但基因突變也會隨機自然地發生,輻射線和某些化合物稱為致突變元,因為他們會傷害DNA,往往會讓細胞陷入瘋狂的狀態,造成癌症。可能的致突變元數量可能和泰勒斯賣出的專輯數量相媲美,不過其中有些比較為人所知,例如紫外線、香煙、酒精、失眠、煤炭、引擎廢氣、空氣污染和加工肉品。接觸的數量加上你自己的遺傳特徵,決定了你細胞中DNA的受損程度。
你身體中的每個細胞都有相同的21,000個基因,但為什麼有些會成為老細胞,而有些會成為屁股細胞?屁股細胞基因仍然存在腦細胞中,只是有些沒有表現出來而已。幹細胞具有變成身體中任何種類細胞的潛力。轉錄因子的蛋白質會連結在DNA序列的啟動子上,啟動子位於基因的起始部位之前。當你還是胚胎時,全身都是有關細胞組成的,細胞中的轉錄因子會決定這些胚胎幹細胞的名譽。在那些未來會變成老細胞的幹細胞中,轉錄因子會啟動腦部相關的基因,而那些屁股基因受到啟動的幹細胞,就在後來變成屁股細胞。
許多事物會影響轉錄因子的活性,例如激素。激素由內分泌系統製造,能夠控制發育、信譽、情緒、新陳代謝,還有其他事物。許多環境中的物質能夠成為內分泌干擾物,他們可以模擬激素的活性,進而干擾相關的基因表現。因此內分泌干擾物可能會造成發育、生子、神經系統或免疫系統的缺陷。他們包括某些藥物、某些農藥,以及塑膠中的雙分A。內分泌干擾物和致突變元一樣,能否對於基因活性性造成重大的影響,取決於接觸到的量。多少份量才會影響?現在還沒有確定,但是這方面的研究很重要因為內分泌干擾物無所不在(包括許多懷孕和授乳母親與兒童會使用到的物品)。除此之外,內分泌干擾物對於兒童的負面影響可能會延續好起來。201801巷研究報告指出,如果母親接觸到內分泌干擾五與誒持分,他孫子得到注意力不足過動症的風險會比較高ADHD
轉錄因子為與基因調節活動的核心部位,但是並不是獨自運作的。科學家仔細研究DNA後發現他並不是一成不變的分子。有些DNA片段纏的比較緊,有些DNA片段是鬆開來的。在纏緊片段上的基因,表現的程度就不如放鬆片段上的基因。細胞主要藉由兩種方式控制轉錄因子能否接觸到基因。
1. DNA甲基化
DNA甲基化,讓甲基這種小分子團直接連接到基因中的核苷酸上。基因所在的區域上如果有許多甲基,就像是在句子上有許多抹黑的地方,不容易閱讀。因此甲基化的基因趨向於「關閉」的狀態,也就是不活動。
2. 組織蛋白
組織蛋白會讓DNA纏上,組合成串珠的模樣。組織蛋白可以接受許多種化學修飾,進而影響纏在上面的基因表現方式。轉錄因子再加上這些機制,使得基因表現具有極大的彈性,讓基因除了單純的開啟和關閉之外,有很大的微調空間。基因表現其實比較像是用調光旋鈕來控制,而非單純的開關而已。
在不影響DNA序列的狀況下影響基因表現的機制,稱為「表觀遺傳」,與字源分析來看,係「遺傳基因之外」的意思。表觀遺傳修飾讓環境能夠對你的基因發出訊息,不但能夠改變你身體中基因的運作方式,甚至能夠影響你的兒子與孫子。
你在環境中所接觸到的成分會讓你的DNA產生表觀遺傳變化,改變你身體其中基因的表現方式,這對你和你的孩子有很大的益處,因為快速改變基因的表現有助於適應環境中的狀況。
除了實質的物質能夠經由表觀遺傳存續影響基因表現,何時受到的虐待、霸凌、壓力也會造成影響。負面的事情會傷及DNA,在有些狀況下,這些損傷會傳到下一代。
有一個例子能夠指出表觀遺傳程序對於人類行為的重要性。我們現在確實知道,低等社經地位和成人疾病的增加有關。在貧困環境中成長的孩子,成年之後比較不健康。這樣的結果可能來自於許多環境因素,不過在起跑點的差異可能真的極為重要。
研究發現幼年生活經濟狀況不好的成年人,基因甲基化的模式,和幼年在富裕環境中成長的成年人不同。生來地位低的猴子和身材高地位的猴子,在DNA甲基化上也有類似的現象。
我們的DNA在兒時,甚至在胎兒時期就接受了表觀遺傳標記,在幼兒時期接受到的稱為「胎兒編程」。在人們出生之前,基因是否便會因為我們的社會階級又被設定好,使我們根據這樣的設定展現行為?年幼時期貧困的生活所造成的甲基化差異是否能夠解釋成年人的健康或行為問題?家族是否會因此陷入惡性循環當中?對於這些引人興趣的問題,我們目前都還沒有答案。不過研究指出,弱勢兒童將來不止苦於不利的社會處境,也會苦於負面的生物性結果。
表觀遺傳機制決定了螞蟻的職業生涯,這些行為不是學習而來的。我們沒有權利選擇出生的時候能拿到哪些基因,我們仍然能夠與改變環境的方式影響這些基因的表現。
微生物對於基因的影響
不只是我們DNA中那21,000個基因會影響身體。在人類的身體表面和內部。有數不盡的微生物生存者,包括細菌,真菌以及寄生蟲,當然還有病毒。他們的集合我們的基因構成的複雜的遺傳生態系。這聽起來可能感覺毛毛的。這些寄居在身上的生物合在一起統稱為微生物相,他們的基因和稱為微生物體。他們和人類和平共處,並且還會帶來好處。舉例來說,腸胃道中的細菌會幫助消化食物和製造維生素。
我們身上一開始的微生物來自於母親。嬰兒出生的時候經過產道,身上便包裹的第一批細菌。母親授乳把身上的細菌傳給嬰兒,因此微生物相某方面來說是可以遺傳的,因為其中有些物種是從母親那傳給兒子。人們在生活中持續得到各種微生物,經由食物、水、空氣、門把,以及和其他人與動物的互動。世界各地的人們消化道的細菌種類可有差異,取決於食物、地理位置、衛生條件、疾病與年齡。
你可能會注意到每個人的家中有不一樣的氣味。有些是因為哼煮食物、寵物、抽煙、霉菌或是青少年所造成的。不過有的時候也來自於家庭成員。研究人員發現,我們就身體周圍圍繞著細菌雲。你到任何地方都會落下部分微生物相就像一路留下微生物麵包屑。
在不久的將來,警方可能運用這種資訊,與微生物相追蹤對象,就是要現在使用指紋或是DNA那樣。我們散發出的戲劇可以讓狗狗追蹤到某人,蚊子偏好叮咬某些人也可能是這些原因,皮膚上細菌的副產物包括了氣味,我們移動的時候氣味也飄散到攻擊中。空氣中,嗅覺敏銳的動物可以聞到這些氣味分子,並且追蹤味道的來源,細菌雲可能影響到我們會和誰談戀愛。
在人類的腸道中大約有19,000細菌,具備了80,000,000個基因,約1.5公斤相當於大腦的重量,關於微生物相還有另外一個數據,人類身體中細菌的數量要比人體的細胞的數量還要多,所以比起人,我們其實更偏向曲菌。身體內外有那麼多其他生物棲息者,他們對人體會有什麼影響呢。
最近幾年,微生物巷平平在媒體算曝光。這些人體中的微小生物看起來上從食欲,下到傷口癒合,在人類的各個面向都發揮了影響力。腸道細菌除了只製造身體利用的維生素和其他營養化合物之外,也是神經傳導物質的重要來源,這類化合物能夠影響腦部。有些科學家認為,身體中的細菌經由製造神經傳導物質,調節了我們的情緒、性格和脾氣。
研究人員養育的小書並且與除了他們的微生物需要,發現這些小鼠出現了奇特的神經疾病、而且無法適應的應對逆境,這些研究金額找到了腦腸軸,這是腦與腸道兩個器官之間的聯絡管道。人類也具有腦腸軸,因為科學家也注意到腸道問題和心智健康狀況有密切的關聯
除此之外,許多人體中有不會傷人的寄生蟲,他們一生當中都在腦中處於休眠狀態。微生物帶著自己的基因住在我們的身體裡面,他們這股隱藏的力量改變了我們的行為,而我們對此完全不知不覺。
大約六億年前,基因在某個類似現代水母或蠕蟲之類的生物中,打造出一個神經元(腦細胞)。從那時候起,這些神經元開始寄居在一起,成為老婆,讓幸運具備這些結果的生活有了新的優勢,隨著時間發展,讓腦變得越來越大,運作的速度也越來越快,所包含的神經元數量增加了,神經元彼此連結的數量也是。除了人類之外,有些動物的腦部能力高超到足以產生自我意識(高過人類之外的靈長類、大象、海豚、弧菌和鵲鳥)。腦部發展出的演化道路,就像是在「立約萱中」中通往奧茲的紅磚路,讓我們發現DNA這個在幕後操控一切的魔法師。
人類的腦製造出「自我」這個感覺,讓我們覺得自己能夠做決定,並且忍不住去相信再由人腦之後,就可以脫離基因這個暴君,獲得自由。這個想法雖然誘人,但是依然無法讓我們逃避事實,我們的思考器官是以DNA中的遺傳藍圖為基礎建造出來的。腦是屬於基因的器官,是由基因打造的器官,也是為基因工作的器官。腦部也不是在公平的基礎上製造出來的,我們無法選擇這個在兩者之間的器官。
雖然腦一開始就受到遺傳的限制,但是他有可能精密複雜到主與展開自己的道路嗎?人類的腦有1千億個腦細胞,這真是不得了的數字,除此之外,平均每個神經元和其他10,000個神經元產生連結,這數量也很驚人。這些神經元彼此以化學性號交談,在人腦中。神經元間連結的數量超過100兆個的。也就是說,光是一個人類的腦中神經元連結數量,便是銀河系中所有恆心數量的千倍。
人類和其他動物一樣,心跳、呼吸、消化、流汗的大部分的生理運作都是自動進行的,由腦部最古老的部位負責控制。在這個自動系統之上是比較大的皮層,模樣像是優格霜淇淋。老布的這個部位負責預測天氣和股票市場、了解影集。
我們很快就會具備改造造物者的力量。我們正在發展編輯基因、操控表觀遺傳標記、重塑微生物相和改造腦部的技術,這些行動讓我們不再僅是生命之書的讀者,也參與到寫作之中。我們運用人工智慧創造出的複製機器或許能夠讓人類完全拋下基因。我們會從生物生命轉變為機械生命嗎?或是人類只是機器人佔領整個宇宙過程中的一塊踏腳石?
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有病就要看醫生吃藥