你和青蛙的距离有多远

2012年上映的异形前传《普罗米修斯》,是我非常喜欢的一部电影。普罗米修斯(Prometheus)原本是古希腊神话中的盗火者,也是创造人类的泰坦巨人,而在电影中“普罗米修斯”则指代了那个片头来到地球,喝下黑色液体后身体裂解进入河流、用自己的基因创造了地球人类的外星工程 师。
【电影《普罗米修斯》中的外星工程师】
抛开电影特效优劣和人物设定不谈,这部电影其实探讨了一个非常宏大、也是人类几千年来不断探索的话题——
人类是怎么来的?
希腊神话中,普罗米修斯用河岸旁的粘土捏造了许多小人,而智慧女神雅典娜随后将神的呼吸吹进这些小人,赋予了他们聪明了理智,这才成为了真正的人类。而在中国古代神话中,上古的创世女神女娲也是用同样的办法,通过捏黄土的办法创造了人类。
【俗说天地开辟,未有人民,女娲抟黄土作人,剧务,力不暇供,乃引绳于泥中,举以为人。
——(东汉)风俗通义】
女娲究竟是怎样的形象,众说纷纭,近代以来出土的女娲图腾甚至所谓的“女娲遗骨”非常多,但有一点是考古学界比较达成共识的,那就是女娲象征着曾经的母系氏族社会,代表着强生的生育能力。而有一些学者认为,女娲的原型其实就是青蛙。女娲的娲,音同“蛙”,女娲和原始母系社会对蛙的崇拜关系密切。青蛙圆滚滚的肚子,季节一到就在水里下好多卵,一夜之间就长成许多小蝌蚪,青蛙这种显著的生育特征和强大的生育能力,无疑是生产力极度落后时期的人类非常渴望的。
【海奎特(Heqet),古埃及蛙头人身的生育女神,赫努姆(Khnum)之妻,在古埃及神话中他们夫妇俩共同创造了人类。】
当然,从宏观进化的角度来看,人类不可能是青蛙变来的,但人类和青蛙的基因差异,可能比你想象的远小得多。
基因测序的结果发现,尽管外表差异巨大,尽管细胞核中只有13对染色体(人类有23对),但人类和非洲爪蟾共享了大量相同的基因。80%与人类疾病相关的基因都能在非洲爪蟾身上找到,至少有1700种基因与人类高度相近,而这些基因与癌症、哮喘和心脏病有密切的关系。
基因是具有遗传效应的DNA片段,人身上约有3万个基因,这些基因表达出各种各样的蛋白质,而这些蛋白质则负责完成我们身上复杂的生理功能。在进化过程中,有基因和蛋白质都在不同物种之间得以保留,这一特性也是现代医学里各种动物实验的基础。
举个实际应用的例子,我们还是说回文章开头青蛙和生育的关系——青蛙可能是人类最早发现真正有效的“验孕棒”。
在上个世纪30年代,开普敦大学的动物学家霍格本在实验中发现,将育龄女子的尿液注入雌性青蛙(非洲爪蟾)皮下,如果青蛙在数小时之后排卵,那么证明这名女性已经怀孕了。根据当时测试的结果,这个试验几乎达到了100%的准确度,这比什么种子验孕、把脉验孕准确多了。
这个验孕测试后来被称为霍格本妊娠试验(Hogben Pregnancy test),也叫青蛙试验。当时科学家们并不了解是什么原因导致的青蛙排卵,但这个试验几乎没有任何缺点——价格低廉、操作简单、结果易识别、可重复利用、准确度极高,除了有一点点滑稽之外。于是在上世纪40年代~60年代之间,青蛙试验被大量运用到了世界各地的测孕当中,成千上万只青蛙无奈地等着被注射人类女性的尿液。
【霍格本妊娠试验】
而到了60年代之后,这项试验开始变少了,主要是因为科学家们终于发现原因——导致雌性青蛙排卵的,是人类女性尿液中的hCG(人绒毛膜促性腺激素,是由胎盘的滋养层细胞分泌的一种糖蛋白),hCG也是今天绝大多数验孕棒所检测的激素。
青蛙试验证明了一点,那就是同样一种蛋白质对于不同物种的相似作用,而这背后,还是源于基因的相似性。
除了测孕之外,青蛙还被运用于其它医学研究,而几年前非洲爪蟾的基因组测序完成,无疑大大加速许多研究的进度。
例如在耶鲁大学,研究人员将青蛙作为实验模型,研究基因突变与先天性心脏病的关系。大约有1%的孩子出生时患有先心病。而在所有先心病中,心脏转位是比较严重的一种。尽管青蛙的心脏和人类的心脏差异巨大(青蛙等两栖动物有两个心房,但只有一个心室),但是有许多人类心脏病的相关基因在青蛙身上都找得到。
【青蛙心脏解剖结构】
通过对青蛙模型的研究,耶鲁的科学家们已经定位了5个可能与人类心脏转位相关的基因。虽然目前这些研究暂时不能转化为治疗方法,但新的发现为先心病的早期诊断和治疗提供了更多的途径。
随着青蛙基因组的测序完成,我们发现人类和青蛙具有许多高度类似的基因。而这些基因,都来源于地球上三亿六千万年前的泥盆纪时期,哺乳动物和两栖动物那个共同的祖先。
【University
of Chicago Medical Center. (2015, January 29). Ancient 'genomic parasites'
spurred evolution of pregnancy in mammals. ScienceDaily. Retrieved March 11,
2018 from】
我们的常识以及分子生物学的证据都表明,人不可能是青蛙变来的,也不会是青蛙创造的,而我们研究青蛙基因的目的,或者说研究其他绝大多数动物的目的,最终还是为了研究人类自己。人类的起源是一个永恒的话题,宗教、神话和科学在这个话题上互相交融,广大民众对于这个话题都很感兴趣,但经常存在一些错误的认知。比如说我们的历史教科书上常提到的北京人(Homo
erectus pekinensis),不少人将他们当做了中国人的祖先。但实际上北京人和现在的中国人并没有任何关系,北京人所属的直立人与现代人所属的智人之间是存在生殖隔离的,犹如马和驴的关系一样。
从普罗米修斯到女娲,从青蛙到人类,有许多关于生命起源的秘密尚未揭晓。我们从哪里来,我们的祖先是谁,我们的基因隐藏着怎样的秘密,我们应当如何尽早发现致病基因,这都是科学家们不断研究基因的动力。
而在今天,借助于基因检测技术的进步,我们可以更加容易地了解到自己的基因,了解自己的祖先来源和健康风险。
仅需2ml唾液,
便能解读基因的秘密,
预见未来的自己。