基因發展歷史

A. 基因的基因歷史

基因是控制生物性狀的基本遺傳單位。
19世紀60年代，遺傳學家孟德爾就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點，但這僅僅是一種邏輯推理。20世紀初期，遺傳學家摩爾根通過果蠅的遺傳實驗，認識到基因存在於染色體上，並且在染色體上是呈線性排列，從而得出了染色體是基因載體的結論。1909年丹麥遺傳學家約翰遜（W. Johansen 1859～1927）在《精密遺傳學原理》一書中正式提出「基因」概念。
20世紀50年代以後，隨著分子遺傳學的發展，尤其是沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構以後，人們進一步認識了基因的本質，即基因是具有遺傳效應的DNA片段。研究結果還表明，每條染色體只含有1~2個DNA分子，每個DNA分子上有多個基因，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。自從RNA病毒發現之後，基因的存在方式不僅僅只存在於DNA上，還存在於RNA上。由於不同基因的脫氧核糖核苷酸的排列順序（鹼基序列）不同，因此，不同的基因就含有不同的遺傳信息。1994年中科院曾邦哲提出系統遺傳學概念與原理，探討貓之為貓、虎之為虎的基因邏輯與語言，提出基因之間相互關系與基因組邏輯結構及其程序化表達的發生研究。

B. 幾十億年前的人類進化史是怎樣的

對人類起源問題,人們眾說紛紜.考古學認為,人類起源至今已有300萬年,但美國學者根據基因測定的結果排序推算,人類起源到現在只有14萬年.另外,由於人類同時具有陸生和水生兩類動物的基因,對人類究竟產生於陸生動物還是水生動物也爭論不休.筆者認為,人類是由陸生動物感染了攜帶水生動物基因的病毒,兩類基因重組並產生突變的結果.人類的「源祖」或「近親」已被自然選擇所淘汰,結果人類成了沒有「本家」的獨門小戶.根據人類與哺乳動物的相似程度,可以肯定二者有共同的「源祖」.無論如何,人類是地球生物長期演化的結果,而絕不是天外來客.

一、周口店猿人並不是現代中國人的祖先

傳統觀點認為,全世界的人種起源於幾個相互獨立的地域,從最初進化為人類至今已有三百萬年的歷史.早就有人對這一觀點表示懷疑.他們感到,最早進入農業文明的北非、西亞、南亞和東亞的文明,相差不過一兩千年.如果這些地區的原始人類都「獨立」起源於二、三百萬以前,那麼他們在無數世代中幾乎沒有任何進步,卻都在最近一萬年進入文明社會,時間差距不到其全部歷史的千分之一,實在不可思議.這一事實很容易使人想到,人類起源的時間可能比三百萬年要晚得多,也許只有數萬年.考慮到世界各地不同人種喜怒哀樂的表情幾乎都相同（都用點頭表示肯定,用搖頭表示否定更具有探討價值）,可以肯定他們有共同的祖先.如果真是這樣,那麼他們可能是最近幾萬年才從某一中心地域逐漸擴散到世界各地的.如果考古學家在世界不同地區發現的距今幾十萬年到二、三百萬年前的化石可以算作是「人」的化石的話,那麼這些「化石人」的後代肯定已不存在.在幾千年前的尼羅河流域、兩河流域、印度河流域和黃河流域創造了古代文明的埃及人、巴比倫人、印度人和中國人,肯定不是這些「化石人」的後代.

《生活時報》2000年11月7日報道,美國斯坦福大學的研究人員選擇了來自世界上22個不同地區的1000多名男性,對其Y染色體進行分析,同時還對來自母系的遺傳物質也進行了排序.結果發現,不同人種有一位共同的女性始祖,這一女性生活在距今14.3萬年前,男性始祖則生活在5.9萬年前.人類大約在4.4萬年前走出非洲,向全世界邁進.面對這一最新科學研究成果,考古學家卻宣稱,基因研究的成果只是一種可能,它不能作為否定考古結論的證據,只有考古學成果才具有最終證據的意義.

其實,考古學家的這一立場是頗為可笑的.平心而論,不懷偏見的學者甚至中學生大都願意相信基因研究的成果而對考古結論產生懷疑.信不信由您,反正筆者認為,生存於幾十萬年前的北京周口店的古代猿人（更不要說170萬年前的元謀人）,並不是我們中國比三皇五帝還早的祖先.那麼,現代人類究竟是如何產生的?考古學發現的那些古代猿人的後裔哪裡去了?

二、生物變異的長期積累不能產生新物種

19世紀科學研究的一大成果是達爾文提出了進化論.進化論可以解釋許多生物現象,所以很快被人們接受.達爾文認為生物適應環境的有利變異長期積累能夠產生新物種,進化在本質上是漸進的,人是由類人猿（猿猴）長期發展進化而來的.

一百多年來科學的發展大大充實和完善了進化論,也糾正了達爾文的不少錯誤看法看法.近幾年更有生物學家指出,達爾文的進化論從來沒有被證明,而是被人相信了.我們知道,現代類人猿與人類有很大差異（類人猿都有尾巴而人類沒有尾巴）.按照漸進進化的觀點,從類人猿進化到人應當有許多中間環節（例如尾巴逐漸縮短直至消失）,這些環節都應當有相應的化石給予驗證.但事實上,一百多年來考古工作發現的幾百萬塊各種各樣的化石,都沒有證實這些中間環節的存在.化石研究得出的更為一般的結論是,任何生物的進化都是跳躍的而不是連續的.這一結論使人對猿猴「逐漸」進化為「人」的看法產生懷疑.據說有一位科學家為了搞清生物的變異能不能積累,把剛生下的小白鼠切去尾巴,它們雌雄交配生下第二代後還切去尾巴……一直連續試驗到50多代,但每一代都象它們的祖先一樣生有尾巴,並沒有產生「無尾白鼠」這一新物種.這一試驗結果雖然不能完全否定生物通過漸進產生進化的觀點,但無疑會使人們對「生物變異長期積累產生新物種」的說法產生懷疑.從遺傳原理看,這一試驗實際上是沒有必要的,因為無論連續多少世代切去小白鼠的尾巴,其生殖細胞中仍然含有能夠成長為尾巴的基因,「無尾」的「特徵」不具有遺傳下去的能力.

三、人類不是雜交的產物

自從達爾文提出人類起源於猿猴的觀點以後,逐漸被世界上的大多數人所接受.由於人類生活於陸地上,而陸生動物中又數猿猴（類人猿）與人類的相似性最大,所以只要認為生物是進化而來的,也就只能將人類的源祖歸結為猿猴.但是不少人認為,就人類生來無尾無毛、成年後兩性間從正面發生性行為等特點來看,人類更類似於水生動物,所以斷言人類不是起源於猿猴而是起源於水生動物.不過,「水生動物說」無法解釋人類何以由水生變為陸生.於是有人想到人類或許是水生動物與陸生動物雜交後產生的.

這一想法是非常可笑的,因為只有連最基本的生物學常識也不具備的人才會設想到雜交.從形體上說,水生動物與陸生動物相差很遠,自然狀態下水生物種與陸生物種幾乎不存在雌雄交配的可能；退一步說,即使偶然出現雌雄交配,由於親緣關系太遠,它們也不可能生出雜交後代；再退一步說,即使能夠生出雜交後代,這些後代也不可能具有繼續繁衍的能力,因而很快會趨於滅亡.我們知道,人們讓大牲畜中形體相似、親緣關系接近的馬和驢交配,產生了比馬和驢都強壯的新的物種騾子；印度動物園的工作人員讓形體相似、親緣關系接近的獅子和老虎交配生出了「獅虎」.但是用雜交方法所得的這些「新」物種,卻都喪失了生殖能力,結果騾子和獅虎都無後而終.因此,從雜交角度探討人類的起源,是一條沒有出口的死胡同.

四、基因組合與突變產生人類

既然人類不可能是雜交的產物,那就只能是基因突變的結果.現代生物學認為,只有基因突變後產生的新物種,才能夠保持生育能力並把新特點遺傳給後代.基因突變在生物界頗為多見,人類中也不乏其例,其中最典型的就是北美曾經存在過的「螃蟹家族」了.

幾百年前,移民北美的一位英國婦女患病痊癒以後,所生男孩、女孩全都長著象螃蟹爪一樣的四肢,他們生活在正常人之中,因生理缺陷而遭人歧視,於是遷居到偏僻的深山裡生活.由於不能正常婚配,他們只好同胞兄弟姐妹互為配偶而生兒育女,結果其後代也都生長著同樣的四肢.幾代以後,他們竟繁衍發展成近200人的一個「螃蟹家族」.這時「螃蟹家族」中偶然有人生下一個完全正常的男孩（大概是返祖現象,回復到正常人類）,當男孩十幾歲時,家族讓他融入社會,去過正常人的生活,於是他走出深山到附近城市並與一個正常女子結婚.令人吃驚的是,他和正常女子所生小孩卻又長著螃蟹爪一樣的四肢,那正常女子異常氣憤,一怒之下把孩子摔死了.這一悲慘的消息傳到「螃蟹家族」以後,全族人放聲號哭,埋怨老天對他們太不公平,共同發誓從此永不結婚生育.幾十年後,「螃蟹家族」就從地球上消失了.

我們從「螃蟹家族」產生和消亡的事例能夠得到哪些啟發呢? 「螃蟹家族」的產生,肯定是那位英國移民婦女在患病後,其生殖細胞基因突變的結果.科學已經證明,病毒有將基因從一種生物「傳遞」給另一種生物的能力,所以那位婦女很可能是感染了攜帶「螃蟹」基因的病毒才使生殖細胞產生基因突變的.既然正常人類能夠突變為「螃蟹家族」,那麼其他物種也可以眼突變為人類.由於人類既具有水生動物基因也具有陸生動物基因,那就說明是由某種病毒將水生動物和陸生動物的基因「傳遞」、組合了起來.如果這一設想正確,那麼被感染的物種就應當是人類的直接「源祖」.那麼哪個物種可能是被感染者呢?由於水生動物在陸地上無法生存,而不少陸生動物卻喜歡到水中游泳和嬉戲,所以陸生動物（在水中）感染攜帶水生動物遺傳基因的病毒的可能性較大,人類的直接源祖應當是陸生動物.人類生活於陸地的事實也表明,其源祖應當是陸生動物.因為如若水生動物是人類的源祖,那麼他們又是何時演化到陸地生活的呢?

從生物演化的角度看,基因突變後所產生的特點,可能有利於生存競爭,也可能不利於生存競爭.由於由基因突變產生的新物種在原物種中都被看作「異類」,原有物種的「排異反應」使它們很難生存下來,結果絕大多數都被自然選擇所淘汰.就「螃蟹家族」來說,在新的環境中他們本身有生存能力,但卻由於不容於正常的人類社會,而被迫退出了歷史舞台.我們可以設想,如果最早產生的「人」也象「螃蟹家族」一樣在與自然界其它動物的競爭中不具有生存優勢,他們也會很快被自然選擇所淘汰而成為生物史上的匆匆過客.但極其幸運的是,人類實際上具有超乎尋常的適應能力和生存競爭優勢,結果經過短短數萬年的繁衍,竟然遷移擴散到世界上所有可以生存的角落,成為地球上無可爭辯的主宰.

五、人類同源設想的科學性

基因突變極其偶然,同種生物的兩個個體（大致）在同一時期發生相同基因突變的可能性幾乎不存在,所以進化史上很難找到相同的基因突變,所以我們很難設想在地球的不同地域,某種生物的幾個個體都發生了相同的突變而各自產生了人類.

從這一角度看,可以說美國科學家基因排序所獲得的成果,完全證實了科學推理得出的這一設想,它對科學地闡明人類起源具有重大意義.換句話說,人類都起源於同一個女性始祖的結論,與基因突變的一般原理完全吻合,也與「螃蟹家族」的那一位源祖婦女的情況類似.不同的是,「螃蟹家族」的源祖婦女所生男孩、女孩的肢體都發生了同樣的變化,人類女性始祖基因突變的結果卻是,所生女孩發生了身體變化,而所生男孩在許多世代中（好幾萬年）都沒有進化.男性後來是怎樣進化過來的?我們不知道.假如也是由於病毒感染,那麼根據基因突變的偶然性,最早必然也是只有一個男人的基因發生突變,在突變後他的男性後代也具有了相同的形體變化,於是男性、女性都進化為真正的人類.這樣,最初感染病毒的那一男性,就應當是人類的男性源祖.

但也可能發生另一種情況,即仍然是某一女性的基因發生突變（第二次突變）,此後她象螃蟹家族的始祖一樣,所生男孩、女孩都進化為真正的人類了.這樣,人類就沒有唯一的男性始祖,而只有唯一的女性始祖了.不過第一次基因突變的那位女性始祖,也就不能稱為「人類」直接的始祖了.
六、人類「源祖」早已滅絕

我們知道,「愛滋病」病毒正在對人類生存造成嚴重威脅.在美蘇對抗時代,兩國互相指斥對方進行的生物武器研究製造了這一病毒.但在清除政治因素後得知,這一病毒可能是由非洲猩猩傳染給人類的.據說,這一病毒本身並不是現在才「出現」的,而是存在了多少萬年.它們對非洲猩猩的肌體並不具有破壞作用,但到人類身上卻發生了毀滅性的危害.最近幾年,人類為治療愛滋病人和控制疾病蔓延調動了一切可能的手段,但成效仍然不大.有人甚至認為,「愛滋病」病毒是迫使人類基因產生突變的生物動力,如果肌體不能產生使該病毒不起作用的突變,人類或許會被這一病毒徹底毀滅.

盡管這一看法有點過分聳人聽聞,但仔細想來,也並不是沒有道理.假定人類早感染該病500年,那時人類沒有任何科學手段來認識和抵制它,那就很有可能被這一可怕的病毒迅速毀滅,從而使地球再次成為野生動物的世界,除非某些個體產生基因突變,產生自然抵禦愛滋病毒的能力,從而進化為更高的物種……筆者由此想到,現代人類起源時,也許是某種病毒消滅了過去已經生存了二、三百萬年的接近於現代人的「前人類」（化石人）,只是因為某個個體基因突變後,病毒對其肌體不再具有（毀滅性）作用,結果這一個體的後代生存了下來,這就是真正的人類.那些未產生基因突變的「前人類」,都被無法抵禦的病毒消滅了（一個也沒有剩下）,數萬年的自然進化史又湮沒了它們的生存痕跡,結果現代人類就難以找到自己的「源祖」或「近親」了,於是有人認為人類起源於陸生動物（「正題」）,有人認為人類起源於水生動物（「反題」）.

由於「正題」和「反題」都不能完滿解釋人類何以具有水生和陸生兩類動物的特點,人們又無法將它們統一為令人信服的「合題」,於是又有人提出人類起源於外來生物.其實,「外來生物說」解釋問題倒簡單明了,但仔細想來,這是一種「取消主義」,它使人們放棄了對人類起源進行科學解釋的努力,這種說法還不如乾脆藉助於宗教教義把人類的產生歸於上帝.而要從事科學研究,我們就不能滿足於這一說法.筆者以為,雖然人類不可能確切「證明」自身起源的過程,但根據科學發現和探討的成果勾畫出人類進化最有可能經歷的道路則是完全可能的,這一天已經為時不遠了.

C. 基因的歷史

http://..com/question/1342091.html?fr=qrl3

D. 基因晶元的發展歷史

俄羅斯科學院恩格爾哈得分子生物學研究所和美國阿貢國家實驗室（ANL）的科學家們最早在文獻中提出了用雜交法測定核酸序列（SBH）新技術的想法。當時用的是多聚寡核酸探針。幾乎與此同時英國牛津大學生化系的Sourthern等也取得了在載體固定寡核苷酸及雜交法測序的國際專利。在這些技術儲備的基礎上，1994年在美國能源部防禦研究計劃署、俄羅斯科學院和俄羅斯人類基因組計劃1000多萬美元的資助下研製出了一種生物晶元，並用於檢測盡地中海病人血樣的基因突變，篩選了一百多個外地中海貧血已知的突變基因。這種生物晶元的基因解碼速度比傳統的Sanger和MaxaxGilbert法快1000倍，是一種有希望的快速測序方法。 搶先發展技術，盡快佔領市場是市場經濟競爭中取得勝利的信條。生物晶元目前正處於激烈的技術競爭狀態中。Packard儀器公司發展的是診斷用的以凝膠為基礎的中等密度的晶元。而Affymetrix公司則已成功地應用了光導向平板印刷技術直接在矽片上合成寡核苷酸點陣的高密度晶元而領先於晶元分析領域。該公司與惠普公司合作開發出專用的能掃描40萬點點陣的基因晶元掃描儀，同時又開發出同時可平行通過幾塊晶元的流路工作站和計算機軟體分析系統。組合成一套較完整的晶元製造、雜交、檢測掃描和數據處理系統。不久GenralScanningInc與製造點樣頭的Telechem公司和製造機械手的Cartesian公司研製的300型（兩激光）4000型和5000型（四激光）激光共聚掃描儀和相應的分析軟體，構成一套用戶可任意點樣製作晶元的工作系統。
歐洲各公司也不甘落後，紛紛投入競爭，例如GeneticCo．UK研製出QBot點樣器，Q-Pix克隆挑揀儀及Q－Fill制晶元設備。Sequenom則推出250位點的Spectrochip並採用質譜法測讀結果，而德國腫瘤研究所則用就位合成的肽核酸低密度（8cm×12cm片上1000個點）的作表達譜及診斷用的探針晶元。如今，DNA晶元已經在基因序列分析、基因診斷、基因表達研究、基因組研究、發現新基因及各種病原體的診斷等生物醫學領域表現出巨大的應用前景。
1997年世界上第一張全基因組晶元——含有6166個基因的酵母全基因組晶元在斯坦福大學Brown實驗室完成，從而使基因晶元技術在世界上迅速得到應用。