基因发展历史

A. 基因的基因历史

基因是控制生物性状的基本遗传单位。
19世纪60年代，遗传学家孟德尔就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但这仅仅是一种逻辑推理。20世纪初期，遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上是呈线性排列，从而得出了染色体是基因载体的结论。1909年丹麦遗传学家约翰逊（W. Johansen 1859～1927）在《精密遗传学原理》一书中正式提出“基因”概念。
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后，人们进一步认识了基因的本质，即基因是具有遗传效应的DNA片段。研究结果还表明，每条染色体只含有1~2个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。自从RNA病毒发现之后，基因的存在方式不仅仅只存在于DNA上，还存在于RNA上。由于不同基因的脱氧核糖核苷酸的排列顺序（碱基序列）不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。1994年中科院曾邦哲提出系统遗传学概念与原理，探讨猫之为猫、虎之为虎的基因逻辑与语言，提出基因之间相互关系与基因组逻辑结构及其程序化表达的发生研究。

B. 几十亿年前的人类进化史是怎样的

对人类起源问题,人们众说纷纭.考古学认为,人类起源至今已有300万年,但美国学者根据基因测定的结果排序推算,人类起源到现在只有14万年.另外,由于人类同时具有陆生和水生两类动物的基因,对人类究竟产生于陆生动物还是水生动物也争论不休.笔者认为,人类是由陆生动物感染了携带水生动物基因的病毒,两类基因重组并产生突变的结果.人类的“源祖”或“近亲”已被自然选择所淘汰,结果人类成了没有“本家”的独门小户.根据人类与哺乳动物的相似程度,可以肯定二者有共同的“源祖”.无论如何,人类是地球生物长期演化的结果,而绝不是天外来客.

一、周口店猿人并不是现代中国人的祖先

传统观点认为,全世界的人种起源于几个相互独立的地域,从最初进化为人类至今已有三百万年的历史.早就有人对这一观点表示怀疑.他们感到,最早进入农业文明的北非、西亚、南亚和东亚的文明,相差不过一两千年.如果这些地区的原始人类都“独立”起源于二、三百万以前,那么他们在无数世代中几乎没有任何进步,却都在最近一万年进入文明社会,时间差距不到其全部历史的千分之一,实在不可思议.这一事实很容易使人想到,人类起源的时间可能比三百万年要晚得多,也许只有数万年.考虑到世界各地不同人种喜怒哀乐的表情几乎都相同（都用点头表示肯定,用摇头表示否定更具有探讨价值）,可以肯定他们有共同的祖先.如果真是这样,那么他们可能是最近几万年才从某一中心地域逐渐扩散到世界各地的.如果考古学家在世界不同地区发现的距今几十万年到二、三百万年前的化石可以算作是“人”的化石的话,那么这些“化石人”的后代肯定已不存在.在几千年前的尼罗河流域、两河流域、印度河流域和黄河流域创造了古代文明的埃及人、巴比伦人、印度人和中国人,肯定不是这些“化石人”的后代.

《生活时报》2000年11月7日报道,美国斯坦福大学的研究人员选择了来自世界上22个不同地区的1000多名男性,对其Y染色体进行分析,同时还对来自母系的遗传物质也进行了排序.结果发现,不同人种有一位共同的女性始祖,这一女性生活在距今14.3万年前,男性始祖则生活在5.9万年前.人类大约在4.4万年前走出非洲,向全世界迈进.面对这一最新科学研究成果,考古学家却宣称,基因研究的成果只是一种可能,它不能作为否定考古结论的证据,只有考古学成果才具有最终证据的意义.

其实,考古学家的这一立场是颇为可笑的.平心而论,不怀偏见的学者甚至中学生大都愿意相信基因研究的成果而对考古结论产生怀疑.信不信由您,反正笔者认为,生存于几十万年前的北京周口店的古代猿人（更不要说170万年前的元谋人）,并不是我们中国比三皇五帝还早的祖先.那么,现代人类究竟是如何产生的?考古学发现的那些古代猿人的后裔哪里去了?

二、生物变异的长期积累不能产生新物种

19世纪科学研究的一大成果是达尔文提出了进化论.进化论可以解释许多生物现象,所以很快被人们接受.达尔文认为生物适应环境的有利变异长期积累能够产生新物种,进化在本质上是渐进的,人是由类人猿（猿猴）长期发展进化而来的.

一百多年来科学的发展大大充实和完善了进化论,也纠正了达尔文的不少错误看法看法.近几年更有生物学家指出,达尔文的进化论从来没有被证明,而是被人相信了.我们知道,现代类人猿与人类有很大差异（类人猿都有尾巴而人类没有尾巴）.按照渐进进化的观点,从类人猿进化到人应当有许多中间环节（例如尾巴逐渐缩短直至消失）,这些环节都应当有相应的化石给予验证.但事实上,一百多年来考古工作发现的几百万块各种各样的化石,都没有证实这些中间环节的存在.化石研究得出的更为一般的结论是,任何生物的进化都是跳跃的而不是连续的.这一结论使人对猿猴“逐渐”进化为“人”的看法产生怀疑.据说有一位科学家为了搞清生物的变异能不能积累,把刚生下的小白鼠切去尾巴,它们雌雄交配生下第二代后还切去尾巴……一直连续试验到50多代,但每一代都象它们的祖先一样生有尾巴,并没有产生“无尾白鼠”这一新物种.这一试验结果虽然不能完全否定生物通过渐进产生进化的观点,但无疑会使人们对“生物变异长期积累产生新物种”的说法产生怀疑.从遗传原理看,这一试验实际上是没有必要的,因为无论连续多少世代切去小白鼠的尾巴,其生殖细胞中仍然含有能够成长为尾巴的基因,“无尾”的“特征”不具有遗传下去的能力.

三、人类不是杂交的产物

自从达尔文提出人类起源于猿猴的观点以后,逐渐被世界上的大多数人所接受.由于人类生活于陆地上,而陆生动物中又数猿猴（类人猿）与人类的相似性最大,所以只要认为生物是进化而来的,也就只能将人类的源祖归结为猿猴.但是不少人认为,就人类生来无尾无毛、成年后两性间从正面发生性行为等特点来看,人类更类似于水生动物,所以断言人类不是起源于猿猴而是起源于水生动物.不过,“水生动物说”无法解释人类何以由水生变为陆生.于是有人想到人类或许是水生动物与陆生动物杂交后产生的.

这一想法是非常可笑的,因为只有连最基本的生物学常识也不具备的人才会设想到杂交.从形体上说,水生动物与陆生动物相差很远,自然状态下水生物种与陆生物种几乎不存在雌雄交配的可能；退一步说,即使偶然出现雌雄交配,由于亲缘关系太远,它们也不可能生出杂交后代；再退一步说,即使能够生出杂交后代,这些后代也不可能具有继续繁衍的能力,因而很快会趋于灭亡.我们知道,人们让大牲畜中形体相似、亲缘关系接近的马和驴交配,产生了比马和驴都强壮的新的物种骡子；印度动物园的工作人员让形体相似、亲缘关系接近的狮子和老虎交配生出了“狮虎”.但是用杂交方法所得的这些“新”物种,却都丧失了生殖能力,结果骡子和狮虎都无后而终.因此,从杂交角度探讨人类的起源,是一条没有出口的死胡同.

四、基因组合与突变产生人类

既然人类不可能是杂交的产物,那就只能是基因突变的结果.现代生物学认为,只有基因突变后产生的新物种,才能够保持生育能力并把新特点遗传给后代.基因突变在生物界颇为多见,人类中也不乏其例,其中最典型的就是北美曾经存在过的“螃蟹家族”了.

几百年前,移民北美的一位英国妇女患病痊愈以后,所生男孩、女孩全都长着象螃蟹爪一样的四肢,他们生活在正常人之中,因生理缺陷而遭人歧视,于是迁居到偏僻的深山里生活.由于不能正常婚配,他们只好同胞兄弟姐妹互为配偶而生儿育女,结果其后代也都生长着同样的四肢.几代以后,他们竟繁衍发展成近200人的一个“螃蟹家族”.这时“螃蟹家族”中偶然有人生下一个完全正常的男孩（大概是返祖现象,回复到正常人类）,当男孩十几岁时,家族让他融入社会,去过正常人的生活,于是他走出深山到附近城市并与一个正常女子结婚.令人吃惊的是,他和正常女子所生小孩却又长着螃蟹爪一样的四肢,那正常女子异常气愤,一怒之下把孩子摔死了.这一悲惨的消息传到“螃蟹家族”以后,全族人放声号哭,埋怨老天对他们太不公平,共同发誓从此永不结婚生育.几十年后,“螃蟹家族”就从地球上消失了.

我们从“螃蟹家族”产生和消亡的事例能够得到哪些启发呢? “螃蟹家族”的产生,肯定是那位英国移民妇女在患病后,其生殖细胞基因突变的结果.科学已经证明,病毒有将基因从一种生物“传递”给另一种生物的能力,所以那位妇女很可能是感染了携带“螃蟹”基因的病毒才使生殖细胞产生基因突变的.既然正常人类能够突变为“螃蟹家族”,那么其他物种也可以眼突变为人类.由于人类既具有水生动物基因也具有陆生动物基因,那就说明是由某种病毒将水生动物和陆生动物的基因“传递”、组合了起来.如果这一设想正确,那么被感染的物种就应当是人类的直接“源祖”.那么哪个物种可能是被感染者呢?由于水生动物在陆地上无法生存,而不少陆生动物却喜欢到水中游泳和嬉戏,所以陆生动物（在水中）感染携带水生动物遗传基因的病毒的可能性较大,人类的直接源祖应当是陆生动物.人类生活于陆地的事实也表明,其源祖应当是陆生动物.因为如若水生动物是人类的源祖,那么他们又是何时演化到陆地生活的呢?

从生物演化的角度看,基因突变后所产生的特点,可能有利于生存竞争,也可能不利于生存竞争.由于由基因突变产生的新物种在原物种中都被看作“异类”,原有物种的“排异反应”使它们很难生存下来,结果绝大多数都被自然选择所淘汰.就“螃蟹家族”来说,在新的环境中他们本身有生存能力,但却由于不容于正常的人类社会,而被迫退出了历史舞台.我们可以设想,如果最早产生的“人”也象“螃蟹家族”一样在与自然界其它动物的竞争中不具有生存优势,他们也会很快被自然选择所淘汰而成为生物史上的匆匆过客.但极其幸运的是,人类实际上具有超乎寻常的适应能力和生存竞争优势,结果经过短短数万年的繁衍,竟然迁移扩散到世界上所有可以生存的角落,成为地球上无可争辩的主宰.

五、人类同源设想的科学性

基因突变极其偶然,同种生物的两个个体（大致）在同一时期发生相同基因突变的可能性几乎不存在,所以进化史上很难找到相同的基因突变,所以我们很难设想在地球的不同地域,某种生物的几个个体都发生了相同的突变而各自产生了人类.

从这一角度看,可以说美国科学家基因排序所获得的成果,完全证实了科学推理得出的这一设想,它对科学地阐明人类起源具有重大意义.换句话说,人类都起源于同一个女性始祖的结论,与基因突变的一般原理完全吻合,也与“螃蟹家族”的那一位源祖妇女的情况类似.不同的是,“螃蟹家族”的源祖妇女所生男孩、女孩的肢体都发生了同样的变化,人类女性始祖基因突变的结果却是,所生女孩发生了身体变化,而所生男孩在许多世代中（好几万年）都没有进化.男性后来是怎样进化过来的?我们不知道.假如也是由于病毒感染,那么根据基因突变的偶然性,最早必然也是只有一个男人的基因发生突变,在突变后他的男性后代也具有了相同的形体变化,于是男性、女性都进化为真正的人类.这样,最初感染病毒的那一男性,就应当是人类的男性源祖.

但也可能发生另一种情况,即仍然是某一女性的基因发生突变（第二次突变）,此后她象螃蟹家族的始祖一样,所生男孩、女孩都进化为真正的人类了.这样,人类就没有唯一的男性始祖,而只有唯一的女性始祖了.不过第一次基因突变的那位女性始祖,也就不能称为“人类”直接的始祖了.
六、人类“源祖”早已灭绝

我们知道,“爱滋病”病毒正在对人类生存造成严重威胁.在美苏对抗时代,两国互相指斥对方进行的生物武器研究制造了这一病毒.但在清除政治因素后得知,这一病毒可能是由非洲猩猩传染给人类的.据说,这一病毒本身并不是现在才“出现”的,而是存在了多少万年.它们对非洲猩猩的肌体并不具有破坏作用,但到人类身上却发生了毁灭性的危害.最近几年,人类为治疗爱滋病人和控制疾病蔓延调动了一切可能的手段,但成效仍然不大.有人甚至认为,“爱滋病”病毒是迫使人类基因产生突变的生物动力,如果肌体不能产生使该病毒不起作用的突变,人类或许会被这一病毒彻底毁灭.

尽管这一看法有点过分耸人听闻,但仔细想来,也并不是没有道理.假定人类早感染该病500年,那时人类没有任何科学手段来认识和抵制它,那就很有可能被这一可怕的病毒迅速毁灭,从而使地球再次成为野生动物的世界,除非某些个体产生基因突变,产生自然抵御爱滋病毒的能力,从而进化为更高的物种……笔者由此想到,现代人类起源时,也许是某种病毒消灭了过去已经生存了二、三百万年的接近于现代人的“前人类”（化石人）,只是因为某个个体基因突变后,病毒对其肌体不再具有（毁灭性）作用,结果这一个体的后代生存了下来,这就是真正的人类.那些未产生基因突变的“前人类”,都被无法抵御的病毒消灭了（一个也没有剩下）,数万年的自然进化史又湮没了它们的生存痕迹,结果现代人类就难以找到自己的“源祖”或“近亲”了,于是有人认为人类起源于陆生动物（“正题”）,有人认为人类起源于水生动物（“反题”）.

由于“正题”和“反题”都不能完满解释人类何以具有水生和陆生两类动物的特点,人们又无法将它们统一为令人信服的“合题”,于是又有人提出人类起源于外来生物.其实,“外来生物说”解释问题倒简单明了,但仔细想来,这是一种“取消主义”,它使人们放弃了对人类起源进行科学解释的努力,这种说法还不如干脆借助于宗教教义把人类的产生归于上帝.而要从事科学研究,我们就不能满足于这一说法.笔者以为,虽然人类不可能确切“证明”自身起源的过程,但根据科学发现和探讨的成果勾画出人类进化最有可能经历的道路则是完全可能的,这一天已经为时不远了.

C. 基因的历史

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

D. 基因芯片的发展历史

俄罗斯科学院恩格尔哈得分子生物学研究所和美国阿贡国家实验室（ANL）的科学家们最早在文献中提出了用杂交法测定核酸序列（SBH）新技术的想法。当时用的是多聚寡核酸探针。几乎与此同时英国牛津大学生化系的Sourthern等也取得了在载体固定寡核苷酸及杂交法测序的国际专利。在这些技术储备的基础上，1994年在美国能源部防御研究计划署、俄罗斯科学院和俄罗斯人类基因组计划1000多万美元的资助下研制出了一种生物芯片，并用于检测尽地中海病人血样的基因突变，筛选了一百多个外地中海贫血已知的突变基因。这种生物芯片的基因译码速度比传统的Sanger和MaxaxGilbert法快1000倍，是一种有希望的快速测序方法。 抢先发展技术，尽快占领市场是市场经济竞争中取得胜利的信条。生物芯片目前正处于激烈的技术竞争状态中。Packard仪器公司发展的是诊断用的以凝胶为基础的中等密度的芯片。而Affymetrix公司则已成功地应用了光导向平板印刷技术直接在硅片上合成寡核苷酸点阵的高密度芯片而领先于芯片分析领域。该公司与惠普公司合作开发出专用的能扫描40万点点阵的基因芯片扫描仪，同时又开发出同时可平行通过几块芯片的流路工作站和计算机软件分析系统。组合成一套较完整的芯片制造、杂交、检测扫描和数据处理系统。不久GenralScanningInc与制造点样头的Telechem公司和制造机械手的Cartesian公司研制的300型（两激光）4000型和5000型（四激光）激光共聚扫描仪和相应的分析软件，构成一套用户可任意点样制作芯片的工作系统。
欧洲各公司也不甘落后，纷纷投入竞争，例如GeneticCo．UK研制出QBot点样器，Q-Pix克隆挑拣仪及Q－Fill制芯片设备。Sequenom则推出250位点的Spectrochip并采用质谱法测读结果，而德国肿瘤研究所则用就位合成的肽核酸低密度（8cm×12cm片上1000个点）的作表达谱及诊断用的探针芯片。如今，DNA芯片已经在基因序列分析、基因诊断、基因表达研究、基因组研究、发现新基因及各种病原体的诊断等生物医学领域表现出巨大的应用前景。
1997年世界上第一张全基因组芯片——含有6166个基因的酵母全基因组芯片在斯坦福大学Brown实验室完成，从而使基因芯片技术在世界上迅速得到应用。