演讲者：饶毅（生物学家，北京大学教授）

演讲时间：2016年3月

（一）怎样定义生命

在这个部分我们主要谈两点：生命的产生和什么是生命。

生命来源于一个受精卵，受精的过程可以看成是一个美好的偶然，也可以看做一次残酷的竞争，当跑得最快的那个精子与卵子结合后，生命就这样诞生了。

接下来细胞开始分裂，有的地方分裂得快有的地方慢，数量也在迅速增长，最终不同的细胞贡献于不同的部位：心脏、眼睛、肝脏和肺等等，一个人类的生命就此诞生。

那么，什么是生命呢？怎么来定义生命？

历史上有很多合情合理的解释，有阶段性的、也有宗教性质的，但合情合理不一定是事实，合情合理只是在当时的情况下作出已知的解释。

目前对生命的定义是一个能够自我复制的分子。

比如先有鸡还是先有蛋的问题。饶毅教授认为，这个在生物学上是有确切答案的。

想要找出答案，首先我们要分清楚种系细胞和体细胞。体细胞就是身体全体的细胞，而人类的精子和卵子是种系细胞。蛋是受精卵，在前鸡变成鸡的过程中，不可能是体细胞发生变化（比如，一只猴子在长大的过程中，尾巴不可能消失），只可能是性细胞发生了变化。第一只鸡的出现，一定是前鸡的受精卵发生的突变，孵化后成了鸡。所以，从生命学的角度来说，是现有蛋，后有鸡的。

又比如，病毒也是可以自我复制的，虽然它含有的分子不足以自我复制，但它仍然有完整的可复制的遗传信息，只不过通过别的细胞来帮助它完成复制。以此为例，我们向前推，化繁为简，试试丢掉蛋白质或者核酸，或者去掉一些分子，是否可以寻找到生命的起源？我们目前并不清楚生命起源于哪里，如何起源。但我们可以确定的是，一定是在没有生命的状态下，出现了有生命的分子，是这样的顺序。

这样，我们就找到了生命的源头——无机分子在某些时间空间条件下，生成了有自我携带遗传信息的分子，这些分子可以自我复制，和其他（不能自我复制的）分子有所区别，数量越来越多，到后来阶段，又和其它分子合作。

大而化之，生命首先从单细胞开始，细胞们合作组成多细胞，多细胞又走向不同的进化路线，成为植物、动物。动物从很小的动物进化成大型动物，当然也有继续维持微生物状态的情况。

因此，从基因的角度来说，所有的生命就是起源于细胞、分子的复制。

（二）人类的演化之路

来吧，来吧，不论你是谁

游荡者，仰慕者，还是远行者

这都无关紧要

我们不是绝望的旅队

来吧，即使违背了自己的誓言

哪怕一千次

来吧，再一次，来吧，来吧

——贾拉鲁丁•穆罕默德•巴尔希（鲁米）

现代人类的起源是非常清晰的，各种证据表明现代人类全部起源于东非。由东非的一个小群落，向欧洲，再到亚洲，最后到达美洲，这样的历程可以说是迁徙、更可以说是殖民，通常情况下对雄性赶尽杀绝，留下雌性进行繁衍。

从外观和从DNA序列分析我们得知，整个非洲大陆人的DNA差别远远大于其他大陆人DNA差别之和。因为我们只是从非洲大陆的其中一支演化而来，所以基因的多样性要远远小于非洲大陆上人的基因多样性。比如，东非人和北非、南非等地人的基因差异要大于东非人和欧洲亚洲人的基因差异。

所以现在所说的“种族”只是一个文化概念、并不是一个科学概念。那么是什么造成了同宗同源的一支演化成现在不同的特征呢？我们肤色的明暗、鼻梁的高低、眼窝的深浅等等各种表征，为何如此不同？

回答只有两个字“突变”。

在生命演化的过程中，遗传信息可能会发生变化，有几个原因。一是遗传信息在复制过程中本身有一定的出错率（突变频率），有一些变化没有太大影响，但有一些则会导致生命特性发生很大的变化。另外还有物理、化学的原因会导致遗传信息在复制过程或者自身发生变化。

这样我们就看到了演化中的多样性，根据达尔文的《自然选择学说》，产生差异、变异，是一个自然过程，这个变化，是没有方向、也没有好坏。

只是在当下的时间空间里，有些基因被选择、最终留下，这种更好生存的基因，从我们现在的眼光看来，可以称之为“优势”基因。例如，赤道地区紫外线辐射强烈，黑色素能更好地保护皮肤免受伤害，而高纬度地区，日照缺乏，白皙的肤色可以合成更多的维生素D。经过这上万年的演化，人类成为了今天的模样。

懂得来路，才敢一路向前。

（三）你不知道的孟德尔

孟德尔是一个穷人的孩子，受姐妹的资助读书，完成学业后到修道院做修士。孟德尔并不擅长做传道等工作，院长就安排他去学校教书。当时从事教师必须考取相关证书，可惜他考试不及格，原因是生物学和矿物学成绩不好，因此院长送他去维也纳大学进修生物。就在大学的生物学课堂里，孟德尔接触到了细胞学说。

《组合数论》的作者爱丁豪森（Etting Hausen）成为了孟德尔的老师，这为孟德尔后来推导遗传规律就奠定了数学的基础。

孟德尔两年进修结束后，回到修道院，想要进行植物研究。要求院长给他一块空地并且在边上给他一个差不多大小的暖房。这是经过深思熟虑的，如果在室外进行实验，风向、鸟类、昆虫等都可能影响实验结果，这并不严谨，而暖房里的实验不容易受到影响，还可以减少虫害。

从1854-1864年，孟德尔就这样默默耕耘着他的实验，种豌豆，种了10年，直到1865年宣布他的结论，1866年正式发表了他的结论。遗传的规律是以排列组合的形式呈现的。孟德尔从数量上推出了遗传的规律，同时提出了在精子细胞和卵子细胞里有控制遗传形状的因子。他当时写下了表示遗传规律的方程式，并在文章里用文字进行了叙述，后人把它归纳为孟德尔第一定律、第二定律。

虽然由于主观客观种种原因，孟德尔的成就在生前并未获得认可，但是如今我们必须要承认，现代遗传学的发展离不开他创造性的科学实验，感谢他在孤立无援的艰苦困境中，给我们留下了如此一份超越时代的遗传理论。

（四）基因在未来走进你我

在最后一个部分，饶毅教授带领我们畅游未来的基因生活，在讨论“未来的基因”这个命题时，很多观众都对各种医疗手段、基因检测表示出强烈的好奇心。那么今天我们就为大家推荐一部相关的科幻电影《GATTACA》。

电影名称看似奇怪，并不是一个英语单词，由来如下：

“脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）是组成脱氧核糖核酸（英文缩写为DNA）的基本单位，由"碱基-脱氧核糖-磷酸"构成，遗传物质DNA是由四种脱氧核苷酸通过化学键组成的双螺旋结构。

脱氧核糖核苷酸的碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），对应的四种脱氧核糖核苷酸也可用这四个字母表示。一个DNA片段的单链结构可以表示为比如‘-G-A-T-T-A-C-A-’。”

电影名称用解密的方式告诉我们这就是一部关于基因的电影。

虽然是一部1997年的老电影，但科技感扑面而来。简约超前的办公区域、金属质感的流线家装，甚至是新能源汽车和便捷式理疗设备，这些都在表现一个科技型的未来，在这样的未来能甚至能实现预言和操控生命。

影片中的社会是一个全面基因化的社会，体现在这样几个方面：

一、每个人不再拥有身份证、甚至是照片，大家通过基因去认识一个人，你的心脏病概率如何、基因中是否有暴力倾向，你的优点和缺点被认为是是与生俱来且永不改变的。在这里，人的全部由基因表达。

二、检测基因手段无孔不入又简单迅速。打字键盘上的皮屑、不小心掉落的头发甚至是眼睫毛都可以被人拾得拿去检测。电影开始时，一排整齐的门禁，精英打扮的员工们依次将手指贴在指定区域，通过后绿灯亮起、人们鱼贯而入。你以为是普通的指纹识别吗？实则不然，门禁处有个小针扎破皮肤迅速识别基因、进行匹配。

三、“人”不重要、基因最重要。在电影中，自然受孕分娩者被称为“瑕疵人”，“瑕疵”是指基因的组合形式不受控。大多数夫妻会选择人工授精、并由医生筛选出最佳的那个受精卵。它的预期寿命、运动能力、可能发生的精神疾病，甚至是近视与否都是参考的标准。当一个成年人被检测出基因“缺陷”后，很多的机会和权力被无条件剥夺，这在电影中被称为“基因歧视”。

电影《GATTACA》有很多译名，最贴切也是最受大家欢迎的莫过于“千钧一发”。主人公Vincent有无数个场合可能暴露自己的真实身份，但最终有惊无险、逢凶化吉。作为一个“瑕疵人”，Vincent用自己的毅力与执着诠释着人的“精神”，一往无前地、勇敢地追寻自己的梦想，灵魂无基因。

真实的社会演化过程中，基因将扮演怎样的角色？双刃剑如何扬长避短？基因检测是否能达到100%？基因，这个熟悉而又陌生的字眼将带给我们更多的期待与更多的思考。

嘉宾介绍

饶毅为北京大学终身讲席教授、北京大学校务委员会副主任，兼北京生命科学研究所资深研究员。回国前任教于美国华盛顿大学和西北大学。曾任Journal of Neuroscience、DevelopmentalBiology等国际学术刊物和Cell Research等中国学术刊物编委。

1985年至2009年，饶毅研究神经发育的机理：克隆控制果蝇神经细胞命运的基因big brain；证明脊椎动物两个眼睛来源于同一前体；发现神经导向的排斥性蛋白质Slit；发现Slit和吸引性导向蛋白质Netrin下游的细胞内信号转导通路；提出从神经细胞到白细胞等体细胞享有共同的导向机理。

2004年以来，饶毅教授在中国的实验室主要研究行为的分子和细胞机理：发现控制果蝇争斗的外周和中枢分子机理；发现影响群养与单养动物争斗差别的分子机理；发现中枢神经递质五羟色胺调节老鼠雄性和雌性的性偏好行为。