湛庐文化·财富汇

浙江大学教授、“科学启蒙主义者” 王立铭 最新力作

审视基因编辑的短暂历史，思索人类未来的终极命运

《上帝的手术刀：基因编辑简史》

（ Human Gene Editing ）

雨果奖得主、《北京折叠》作者 郝景芳、清华大学教授 颜宁

倾情作序！

雨果奖得主、《三体》作者 刘慈欣、碳云智能首席科学家 李英睿

北京大学教授、基因编辑专家 魏文胜

癌症科研专家，科普达人，《癌症·真相》作者 菠萝

微博名人，科普人士，《八卦医学史》作者 烧伤超人阿宝

鼎力推荐！

[基本信息]

l 分 类：生命科学/基因科技

l 书名：《上帝的手术刀：基因编辑简史》

（Human Gene Editing）

l 作者：王立铭  著

l 定价：59.90元

l 开本：16K

l 页码：264页

l 字数：179千

l 出版时间：2017年5月

l 责编：李亚楠

l 出版社：浙江人民出版社

l 图书品牌：湛庐文化·财富汇

l ISBN: 978-7-213-07975-7

l CIP:Ⅰ. ①上… Ⅱ. ①王… Ⅲ. ①基因工程 Ⅳ. ①Q78

[内容简介]

l 这本书从孟德尔神父的“豌豆试验”入手，用跌宕起伏、起承转合的文学讲述手法，在全书中埋下层层伏笔，抖出了一个又一个的重磅包袱，宛如一位智者在科学之树下摇着扇子对基因编辑的历史脉络娓娓道来。其内容之深入浅出、讲述手法之驾轻就熟，令人手不释卷。

l 一本细致讲解生物学热门进展的科普力作，一本解读人类未来发展趋势的精妙“小说”。

l 打开基因科学深奥的硬壳，展现人类探索自身的的历史进程，从分子层面出发，重新思考人类的过去、现在和未来。

[编辑推荐]

l 湛庐文化生命科学书系又一重磅新书！

l 听最会讲故事的科学家讲最前沿的人类基因编辑技术，感受科学研究的磅礴气势和能量。

l 趣味与知识兼备，前沿与实用相融。

l 学术权威，实业精英，科普达人，畅销书作者 各界人士倾力推荐

l 手绘插图，精心设计，四色印刷，用纸考究，装帧精美。

l 湛庐文化出品。

[作者简介]

王立铭

l 浙江大学生命科学研究院教授、博士生导师，专注于研究机体能量和营养物质代谢的神经生物学原理及相关疾病的发病机制。

l 本科毕业于北京大学，在美国加州理工学院获得博士学位，曾在美国伯克利加州大学和波士顿咨询公司工作。回国工作以来，已获得国家青年千人计划、浙江省千人计划、自然科学基金委优秀青年基金支持，在业界知名期刊如PNAS, eLIFE, Nature Neuroscience上发表论文。

l 先后获得吴瑞学会颁发的“顾孝诚讲座奖”，香港求是基金会颁发的“杰出青年学者奖”等奖励。

l 热心科学传播，自称“科学启蒙主义者”，利用各新媒体平台发表科普文章、视频和演讲。知乎大V、《知识分子》签约作家、科学队长。曾获果壳“菠萝化学奖”。

l 著有大众科普畅销书《吃货的生物学修养》

[各方赞誉]

人类历史上最伟大、最美妙的故事是科学讲出来的，科学的故事，其宏伟壮丽、曲折深幽、惊悚诡异、恐怖神秘，甚至多愁善感，都远超出文学的故事，这本书正是讲述了这样的故事，它打开了基因科学深奥的硬壳，用清晰生动的文笔，把人类认识生命奥秘的伟大历程生动地展现出来，让我们经历了一次曲折而震撼的发现之旅，让我们从分子的层面重新认识生命的过去、现在和未来。

——刘慈欣（2015 年雨果奖得主，《三体》作者）

不断需要向领域外的人解释基因编辑技术，因为困惑于如何脱离开晦涩的专业术语、在短时间内传道解惑，所以自私地期待有懂行的科学家愿意跳出来布道。惊喜地拿到王立铭的书稿，作者果然是难得的会用“人话”讲故事的高手。作为本领域的从业者，我可以津津有味地通读下来，相信生命科学领域的专业人士和非专业的普通读者，都可以通过这本趣味十足、深入浅出的好书，全面了解基因编辑领域甚至整个分子生物学科学史。

———— 魏文胜（北京大学教授，基因编辑专家）

科学认识世界，技术改变世界。科技工作者正如普罗米修斯盗取天火一般，孜孜不倦地为人类争取对命运认知和选择的权利。今日大家习以为常的种种物事，无不凝聚着一代代科技工作者的奋斗，也正是我们的璀璨文明存在的根据。然而，也许正是因为容人慵懒的便利和信息的爆炸，科技普及，让前沿科学走入公众视野从而被正确感知和支持也越来越困难。生命的复杂性又使得生命领域的科普尤为不易。基因，这一耳熟能详的词汇，恰恰又最常被误读和误解。我们常有“造谣一张嘴，辟谣跑断腿”的无奈，更有生命因受误导而无谓牺牲之后的叹惋。而立铭的新书，再次巧妙地向我们展示了科技普及的精要：科普并不仅仅要用“信、达、俗”的语句传播知识，更是要用追求真知的科学精神、精益求精的技术态度和造福社会的人文关怀来感染每一名读者，让他们能够一起成为“天火”的人间使者。让我们一起阅读本书，去沉浸在从基因的发现到应用这段理想与现实冲突，机遇与实力交织的历史；让我们站在一个新的角度，一起去看未来。

——李英睿（碳云智能首席科学家）

作为生物科研工作者，基因对我而言，就像生活中的阳光和水一样熟悉。但读完这本书，我有了一种全新的感觉。立铭是一位优秀科学家，也是一位很会讲故事（八卦）的人。相信很多人读完以后，都会像我一样，为漫漫历史长河中，科学研究带来的那种磅礴的气势和能量所倾倒。

——菠萝（癌症科研专家，科普达人，畅销书《癌症·真相》作者）

这是一本严谨的科普作品，但我看的时候总有一种读修真小说的感觉。它真实记录了在基因编辑领域，人类是如何一步步突破障碍，参悟大道，由凡人向神灵转变的。

——烧伤超人阿宝（微博名人，科普人士，《八卦医学史》作者）

[目录]

赞 誉

推荐序一 科学的故事之旅

推荐序二 好科普如清泉

前 言 基因编辑：连接历史和未来

第1章 基因的秘密

达尔文的麻烦

种豌豆的神父

围猎遗传因子

双螺旋

中心法则

第2章 给基因动手术

让人生病的基因

基因入药

成也病毒，败也病毒

绝望后的希望

第3章 黄金手指

“缺啥补啥”遇到的新问题

里德先生的烦恼

基因组手术三件套

20 年的独角戏

第4章 编程时代

开源破牢笼

“神话”蛋白

颠覆和被颠覆

超轻量级选手

看不见硝烟的战场

第5章 未来，未来的未来

意想不到的突破

基因编辑进化论

未来的未来

未雨绸缪：伦理还是监管

后记

参考文献

图片来源

[推荐序]

推荐序一

科学的故事之旅

2016年雨果奖得主，《北京折叠》作者

郝景芳

立铭的书稿给我寄来一段时间我才开始读。忙碌的生活头绪众多，不大有时间阅读科普著作。但是当我开始阅读的时候，我就有一种放不下的感觉。原因无他，立铭是把科学之旅写成了一本小说。

这本“小说”的起承转合是这么跌宕起伏，中间的一些段落就像电影中故意设置的高潮低谷——基因修复手术成功的普天同庆和后来两起事故的巨大悲剧，一起一伏，令人错愕深思。这样的书写一方面是增加阅读的趣味，另一方面是让人忍不住思索：如果有强烈的副作用，一项好的科学尝试还应该进行下去吗？如果有风险，谁来承担风险的后果？好的科普著作最重要的一点特征就是引起思索。一本书有没有给读者留下问题，比它有没有给读者留下知识更重要。立铭的书无疑做到了这点。在他的故事中，我们看到了生命科学艰难的前路探索，有突破和狂喜，也有犹疑和后撤。在这个过程中，人类始终带着对生命的问题前行。

这本“小说”也非常善于埋伏笔和抖包袱。先是留一个巨大的难题：基因修复如此之困难，什么样的设备能做到？然后让神秘武器登场——神奇的“黄金手指”锌手指蛋白。先将神秘武器的作用讲得洋洋洒洒，此时话锋一转开始讲30 年前的故事。任何读者此时都按捺不住想要急切往下翻。这是说书人最常使用的卖关子的好办法，立铭在科普著作中运用得驾轻就熟，让一本知识深奥的科学书呈现出大树下摇着扇子讲故事的悠悠然。

这些特征注定了这本书是好看的。而其中涉及的前沿知识又注定了这本书是实用的。当前基因技术是这么火热，无论是什么样的科技新闻都能天天读到：人类即将攻克癌症了、人类即将长生不老了、人类即将用基因编辑技术改变智商了……所有这些绚烂得不可思议的设想，有哪些不切实际，又有哪些唾手可得？在一个公众号文章铺天盖地而又难以分辨真伪的时代，在一个信息如海洋但是伪劣信息鱼目混珠的时代，在一个张口唬人很容易知识变现的年代，能踏踏实实言简意赅地书写可靠的知识，已经不仅仅是实用，甚至可以说是良心。立铭的这本书是有良心的信息源，看过了这本书，可以省却大量阅读芜杂文章的时间。

任何时候，接近知识源头的信息都是最宝贵的。一般的科学家很少会自己写科普，科普作者很少兼任科学家。立铭作为浙江大学的优秀青年学者，既是一线前沿的生物科学家，又是难得的亲历亲为的写作者。

仅仅就这一点而言，他笔下的生物研究领域，就比道听途说的知识写作多了许多信度。而他能从局内人的角度，把生命科学研究领域内探索的曲折历程写清楚，无疑给了我们这些门外汉难得的一窥究竟的机会。

在这个人类生命即将被改写的重大历史节点上，我想你不该错过这样一本书。

推荐序二

好科普如清泉

清华大学教授

颜宁

有话说“不打不相识”，用这句话来形容我和王立铭同学的关系真是恰如其分，只不过时至今日我们都还从未见过面、通过电话，这似乎也正映射出网络时代人际关系的常态——从BBS 一代到微博二代，再到微信三代，网络中的匿名ID 逐渐幻化成了有真实身份、有思维、有声音，甚至有视频的存在，却就是在现实中从没遇到过。所以，我对于王立铭同学的全部认知也仅仅来自他留在网络上的痕迹。

既然都是网络“达人”，那或多或少总是有些话痨，一不小心说的不对就容易招板砖。毕竟象牙塔里训练出来的书生，谁又能做到面面俱到、滴水不漏呢？于是斗个嘴、吵个架、拉个黑，自然也就变成了新常态。不过嘛，透过现象看本质，成年人只要三观没有本质对立，真正反目成仇的几率还是比较小的。更何况，我们毕竟多少也还算古道热肠、路见不平会一声吼的好青年（按照杰出青年评选年龄限制定义青年），慢慢地，那点鸡毛蒜皮的网络恩怨也就烟消云散，剩下满满都是正能量了。所谓正能量，也就是互相吹捧，看看对方有而自己无的那些特质。

立铭很让我佩服的一点就是他作为一个一线科研工作者对于科普的热情和才情。如果我自己没有从事过科普，也许会觉得科普比起科研相对容易，可好巧不巧我恰恰给某个科普公众号当过半年的主编，尽管只是玩票，但对于科普的酸甜苦辣可能比多数科学家更明白些。至少我自己，是轻易不敢动笔写科普的，画虎不成反类犬，夹在专业知识和大众传播之间弄不好满满都是尴尬。也因此，我佩服立铭能够用“人话”把我们的“行话”娓娓道来，趣味性与知识性兼备。我曾经说过“好科普如清泉”，谢谢立铭挖出这一眼清泉，灌溉着包括他女儿在内的尖尖小荷们。

[前 言]

基因编辑时代

你可以说，这是一本关于历史的书，在书中，我为大家讲述了在过去的100 多年里，我们对遗传的秘密孜孜以求的追寻过程。在那段漫长的岁月里，人类逐渐理解了某些看不见摸不着的神奇因子决定了每个生物体独一无二的性状，又最终确定这种名为“基因”的神奇因子就隐藏在每一个细胞的深处，镌刻在长长的DNA 分子链条上。拜托这段伟大的时代所赐，我们终于可以轻轻拨开神谕和天命编织的荆棘丛，透过五颜六色的皮毛、紧密交织的血管和肌肉，看清地球生命最深处的真实形象。

在2003 年“人类基因组计划”完成后，关于我们自身的遗传秘密也已经一览无余。当然，直到今天，对于人类基因组这部有着30 亿碱基对的天书，我们能读懂的部分仍然不多。但是这段伟大的时代里无数辉煌的成就也给了我们信心——通读这部天书，我们终将会理解人类的一切秘密。

就像人类科学史曾经无数次证明过的那样，更深刻的理解将带来更伟大的力量。当我们开始理解人类的遗传秘密之后，我们自然而然地希望利用这些秘密使我们自己更强大。早在1963 年，就在著名的DNA 双螺旋模型获得诺贝尔奖之后仅仅一年，分子生物学家约书亚·莱德伯格（Joshua Lederberg）就已经乐观地预言，通过修改人体基因来治疗疾病，“将仅仅是个时间问题”。此中蕴含的道理是不言而喻的：既然基因对于生物——当然也包括人类——的性状是如此重要，那么形形色色的人类疾病也一定会和基因的错误密切相关。既然如此，通过修改基因出现的错误来治疗疾病不就是顺理成章、釜底抽薪的办法吗？

莱德伯格的预言终于在1990 年实现了。在那一年，威廉·安德森（William Anderson）医生将一段功能正常的人类基因放入4 岁小女孩阿香提·德希尔瓦（Ashanti DeSilva）的细胞内，以替代小女孩身体内出现致命错误的基因。基因治疗从科学家和科幻作家的幻想走进现实。尽管这次试验日后收获了毁誉参半的评判，但却毋庸置疑地标志着一个新的伟大时代的开始。人类从此开始挥舞上帝的手术刀，修改自身的遗传信息，对抗亿万年进化留给自己的病痛折磨。在此后的二三十年里，基因治疗收获过鲜花和掌声，也走过了血泪相伴的艰苦征途。而人类手中的手术刀，也不停地升级换代，从简单粗暴的“缺啥补啥”，走进了精确编辑基因组的时代。

不得不说，这项早慧而晚熟的技术直到今天也还没有真正瓜熟蒂落。科学家和医生们不得不一次又一次低下头承认，修改基因对抗疾病的浩大工程仍然需要更大投入、更多测试，以及更耐心的等待。但是没有人否认，这项技术在未来的某一天，注定要大放光彩。因此你也可以说，这是一本关于未来的书。

因为从人类开始尝试理解遗传秘密、试图修改自身遗传信息的那一天起，这项事业就注定不会停步。在开始的时候，我们当然会像安德森医生那样，用粗糙的工具操弄单个基因，希望帮助到那些罹患罕见遗传疾病的人们——在这些不幸的人们体内，某个重要的基因出现了致命错误失去了功能，因此只要把这段基因重新补充回去，患者就能够恢复健康。

但是之后呢？我们能否用更精良的手术刀，直接把错误的基因修改正确？再往后呢？我们能否同时修改多个基因，帮助那些身体内多个基因同时出现问题的患者？

再往后呢？

在治疗疾病之外，我们会不会期待，修改基因能够让我们远离某些疾病？那些携带癌症风险基因的人们，自然会希望在癌症来袭之前将这些基因修复完好；而那些对于各种细菌病毒没有抵抗力的人们，自然也会希望通过修改自己的基因，让自己从此对这些外来敌人高枕无忧。艾滋病就是一个很好的例子，毕竟，人们已经知道有几个基因对于艾滋病毒入侵人体至关重要！从糖尿病到高血压，从近视到抑郁症，从微量元素缺乏到骨质疏松，随着人类更好地理解各种疾病背后的遗传秘密，随着基因治疗的工具愈加精良，我们可以预计，会有越来越多的人希望借助这把上帝的手术刀，让自己远离病痛的干扰。

那么更进一步的……会不会有一天，我们也会利用这项技术，让自己更聪明、更强壮、更长寿、更美丽？会不会有一天，我们也会按照我们的意愿改造自己的下一代，把生命稍纵即逝的光华写进我们的遗传密码，从此成为永恒？如果那一天到来，等待我们的是焕然一新的人类，还是魔鬼出没的世界？我们应该欢呼人类从此将命运真正握在手中，还是要哀鸣人类的狂妄给自己敲响了丧钟？

不得不说，对于这些问题，整个世界都没有准备好答案。但是未来的未来，真的已经开始到来。不管基因编辑意味着阿拉丁的神灯还是潘多拉的魔盒，这幕正剧的大幕已经拉开，作为观众的我们都只能选择屏住呼吸，等待即将上演的悲欢离合。

[精彩样章]

种豌豆的神父

在抽象的哲学思辨——想想德谟克利特、希波克拉底和达尔文——之外，世界各地的农牧民们也在自觉不自觉间研究着遗传的秘密。

当然，这里头的缘由是很朴素的。农民和牧民们担心的问题也许只是，怎样能培育出更符合人类需要的动物或植物？如果发现了有益于人类的生物性状，怎样保证这样的性状能稳定存在下去为我们所用？一个很经典的例子是达尔文曾经在自己的《物种起源》中讨论过的“安康羊”（见图1-5）。1791 年，美国马塞诸塞州的一位牧民偶然在自家的羊圈里发现了一只腿短、跳跃能力极差的小羊。这只小羊立刻被用来繁育更多的后代，因为它的后代根本无法翻过低矮的羊圈，这使得羊群管理变得方便了许多。

图1-5 安康羊

这种短腿的变种在野外将毫无生存能力，但是它能够极大地方便牧民圈养，因此被牧民细心挑选并推广开来。很明显，安康羊是一次偶然的遗传变异的结果，因为其父母的腿都是正常的。

当然了，农牧民们还有一些在技术层面上更复杂的目标，例如怎样把不同的优良性状整合起来（当然，这里的“优良”一词仍然仅对人类适用，对于动植物而言就不一定是什么好事了，比如短腿的安康羊和麦穗不会自动脱落的小麦）。以另一种重要的驯化动物家猪为例，脂肪含量比野猪高、体型比野猪小、圈养在一起也从不打架斗殴的家猪是远古农民们梦寐以求之物。而繁育出这样的猪并不容易。农民们经常会发现，试图把几种优良性状集中起来的尝试往往以失败告终，而成功一般只会在漫长的等待和无数次的失败中偶然且随机地出现（见图1-6）。

图1-6 两种家猪杂交的假想结果

将分别携带两种优良性状的猪（“肉”和“乖”）杂交，后代的性状可能有数种完全不同的组合方式。

打个比方吧。假设农民手中现在有了两种还算差强人意的家猪：一种肥肉较多，但脾气暴躁，不易于集中饲养，我们叫它“肉猪”；一种脾气倒是不错，可惜骨瘦如柴，我们叫它“乖猪”。当然，又肉又乖的猪是最完美的啦。一个简单的思路就是，选一头公肉猪，一头母乖猪（当然也可以选公乖猪和母肉猪），让它们交配产仔。按照泛生子融合理论，后代岂不是应该同时具备来自父母的两种优良属性？

然而现实往往是，生出来的小猪有很大概率不会是又肉又乖，反而连原本的“肉/ 乖”属性也会减弱。更可气的是，可能还会有一些小猪居然整合了两种较差的性状，变得又瘦又暴躁。往往需要反复多次的交配繁殖，农民们才能得到真正整合了两种优良性状的小猪；而往往他们还需要同样长的时间，才能找到把这两种生物性状稳定遗传下去的小猪，真正开始他们繁育“肉+ 乖”猪的伟大事业。为什么有的性状能够稳定遗传，而有的出现了一次就消失不见了呢？为什么有的性状看起来黑白分明，有的就会出现各种复杂的数量变化？为了搞清楚遗传的秘密，1854 年，一位瘦削的中年神父在奥匈帝国边陲的圣托马斯修道院的后院种下了一批豌豆。他的名字叫格里高利·孟德尔（Gregor Johann Mendel）。

那个时候，我们故事的第一位主角达尔文早就结束了贝格尔号上的环球旅行（见图1-7）。他从非洲、美洲和太平洋小岛上采集的无数珍奇标本早已让他作

为博物学家享誉天下。而旅途中，达尔文曾在厄瓜多尔以西的加拉帕戈斯群岛短暂停留了一个月。在那里，达尔文看到了许多让他困惑不已的现象。一些体型不大、毛色暗淡的小鸟（这些鸟后来以“达尔文地雀”为名名垂史册）吸引了他的注意。这些地雀分属十几个物种，嘴巴形态不一，有的更圆钝，有的较尖锐，而其他性状都非常接近，这暗示它们有着很近的亲缘关系。所以，达尔文自然而然地设想，这些鸟儿应该有着共同的祖先，在漫长的世代繁衍中逐渐出现了各种遗传变异，影响了鸟嘴的形状，进而进化出了不同的物种。这个现象对于笃信《圣经》教义的达尔文来说是个重大危机，因为按照《圣经》所言，地球上所有物种都是上帝在创世纪的几天里创造的，是一成不变的。《圣经》并没有给地球生物的任何细微变化留出空间，更不要说全新物种的出现了！可能也正是基于这样的观察和思考，让达尔文在结束旅行后的20 年里离群索居，直到1859 年出版了那本注定要震惊世界的《物种起源》。

图1-7 达尔文随贝格尔号的旅行(1831—1836)

达尔文把这次航程称为“第一次真正的训练或教育”。也正是在环球航行的5 年间，达尔文通过观察生物物种的变化，形成了物种进化的观念。在这次旅行中，位于东南太平洋上的加拉帕戈斯群岛具有特别的意义，直到今天仍然是不少进化生物学家开展研究的圣地。

而作为我们故事的第二位主角，孟德尔神父的目标远没有达尔文那么宏大（见图1-8）。和我们刚刚提及的农牧民一样，他大概仅仅希望从自己的豌豆田里，看看能否发现遗传的秘密——就像我们刚刚说过的，生物的性状究竟是按照什么样的规律遗传下去的，为什么有时稳定，有时不见踪影，有时黑白分明，有时又呈现出黑白之间的各种灰色地带呢？

而这时候，我们马上可以看到孟德尔和达尔文的不同，可能也正是这种不同确保了前者的成功。

孟德尔并没有像达尔文那样，从古希腊哲学中借鉴来“泛生子”的概念，并试图拓展这个概念，用来解释遗传的所有秘密——我们已经知道，这样的做法固然可以自圆其说，但并不能为解释遗传现象提供任何新的线索。毕竟，谈论了上千年之久，达尔文仍然不知道这种肉眼不可见的“泛生子”到底是个什么东西，又有着怎样的特性。

孟德尔的做法几乎完全相反，他抛开了一切预设的学说和假定，单纯从豌豆杂交的现象出发，试图发现隐藏的遗传规律。

孟德尔神父首先选择了一些看起来泾渭分明、非常容易确认和定量统计的性状，例如豌豆种子的表皮是光滑的还是褶皱的，种子表皮是黄色还是绿色，豌豆花（见图1-9）的颜色是白色还是紫色，等等。然后选出性状截然不同的一对“父亲”和“母亲”豌豆，把“父亲”花朵的花粉小心翼翼地收集起来，轻轻播撒在“母亲”花朵的雌蕊上，开始了他的杂交试验。

图1-9 豌豆花

豌豆开着像蝴蝶翅膀一样的花朵。豌豆是一种典型的自花授粉植物，花瓣密闭，在自然状态下只有自身的雄蕊可以为雌蕊授粉。这可能也是孟德尔挑中豌豆的原因之一。这样一来他可以完全控制授粉过程，不需要担心随风飘散的花粉的干扰。

第一轮试验的结果就足够让人震惊了：在孟德尔挑选的全部七种性状方面——不管是种子表皮的颜色、花朵的颜色还是植物的高度，杂交后代都表现出了高度一致的性状来。比如说，黄豌豆和绿豌豆杂交的后代全部是黄豌豆（见图1-10），紫花豌豆和白花豌豆的后代全部是紫花豌豆，高豌豆和矮豌豆的后代全部是高豌豆。换句话说，在杂交一次之后，来自“父亲”或者“母亲”一方的某种性状就彻底消失了，这似乎已经在挑战人们习以为常的融合遗传理念了：难道孩子不是会从父母那里分别继承一些性状才对吗？难道不是父母的泛生子水乳交融构成了孩子的一切吗？

图1-10 孟德尔的第一次杂交试验

黄豌豆和绿豌豆杂交的结果是，后代结出的是清一色的黄豌豆。

孟德尔的做法仍然是非常实用主义的。看到这样的结果，他想到的不是去修补看起来出了问题的遗传融合理论，而是做了一个非常技术性的处理：他把杂交后消失的性状称为“隐性”的，而把杂交后仍然顽强显现出来的性状称为“显性”的。

“你看，”孟德尔解释说，“性状只能有一个——种子不可能又黄又绿，而来自父母的遗传性状却有两个。那么我们看到的结果就说明，来自父母的遗传性状如果互相矛盾，则只有一个会胜出——就像黄色的种子、紫色的花朵，以及高高的茎秆，而另一个就会被‘隐藏’起来。很简单，不是吗？”嗯，确实挺简单。不过，你可能会马上反驳，和泛生子的概念一样，显性和隐性的概念也并没有提供任何新的信息，只不过是把孟德尔看到的现象换了个名词描述一下而已。他看到黄色种子的杂交后代，于是黄色种子就是显性的；他没有看到白色花朵的杂交后代，白色花朵就是隐性的，仅此而已。

但是如果你仔细想想，就会发现显性、隐性的概念不但能解释孟德尔已经看到的现象，而且还可以给出某些他尚未观察到的现象的预测。

比如，按照这套显/ 隐性的遗传逻辑，我们马上可以想象，在孟德尔收获的杂交豌豆中，必然同时存在来自父母双方的两套遗传物质，而这两套遗传物质并没有像红色和蓝色墨水一样均匀混合在一起变出

非红非蓝的紫色，而是其中显性的一套“压制”了隐性的一套 。那么问题就来了，如果我们栽培这样的杂交豌豆，等待它们再次开花，再让它们继续杂交一次，会看到什么现象呢？

简单起见，我们来考虑一下黄色和绿色豌豆杂交的产物。这些长着黄色种子的第一代杂交豌豆如果自己和自己交配会出现什么情况呢？第二代杂交豌豆又会是什么样子的？它们结出的种子会是黄色还是绿色呢？

孟德尔确实这么做了。第二年，他细心交配了258 株结着黄色种子的第一代杂交豌豆，并在当年收获了超过8 000 颗新一代（也就是第二代）的豌豆种子。果然如他的显/ 隐性假说所料，绿色豌豆又重新出现了！这个发现已经毋庸置疑地证明，绿色豌豆这一性状并没有在第一次杂交中被永久性地稀释和消失。即便在一律呈现黄色的第一代杂交豌豆中，绿色豌豆的遗传蓝图仍然顽强地存在着。

而且更有意思的是，在第二代杂交豌豆种子中，孟德尔发现了一个相当有趣的比例关系：6 022 颗为黄色，2 001 颗为绿色，比例为3.01∶1（见图1-11）。

这个数字是如此接近3∶1 的简单配比，已经很难用巧合来解释了。而且这个比例还出现在孟德尔所关注的全部七种豌豆性状中。不管是豌豆表皮的光滑或褶皱，豌豆花是紫色或白色，豌豆茎秆是高还是矮，每一次试验中，3∶1 这个比例都在反复出现。

图1-11 孟德尔的第二次杂交试验

黄豌豆和绿豌豆杂交产生的黄豌豆后代，继杂交一代之后，后代重新出现了绿色豌豆，黄∶绿比例非常接近3∶1。

我相信读者们可能对中学课本里的孟德尔遗传定律仍旧记忆犹新，因此完全能够条件反射般地说出这个3∶1 比例关系背后的原因。但是在这里，我倒是建议你们干脆忘记课本上的知识，我们一起来想一想，站在孟德尔神父的立场上，我们该如何试图去理解3∶1 背后的规律，甚至进一步通过试验来证明它呢？

首先我们已经知道，绿色豌豆在第二次杂交中重新出现这个事实，已经证明了在豌豆交配和繁殖过程中，来自上一代豌豆的遗传信息并没有被稀释和丢失。记录着“绿色豌豆”的遗传信息仍然顽固存在于黄色的第一代杂交豌豆的种子里。而孟德尔对此提供的解释是他的显/ 隐性理论：黄色是显性，绿色是隐性，两者都存在的时候显性压制了隐性。

因此我们马上可以推出，第一代杂交出现黄色豌豆，必然是黄/绿遗传信息同时存在；而第二代中出现的占比1/4 的绿色豌豆，肯定拥有绿/ 绿遗传信息，因为只有这种组合才会显现出“隐性”的绿色嘛。

好了，黄/ 绿豌豆和黄/ 绿豌豆杂交，会出现占比1/4 的绿/ 绿豌豆，以及占比3/4 的黄色豌豆。当然了，根据孟德尔的假说，我们目前还不知道这些黄色豌豆究竟是黄/ 黄还是黄/ 绿——两种情形下豌豆表皮都会是“显性”的黄色。

第一代杂交：黄/ 绿 = 黄/ 绿

第二代杂交：黄/ 绿 × 黄/ 绿 = 3 黄/?∶1 绿/ 绿

或者我们可以借用孟德尔的方法，用大小写字母代替显性或隐性的遗传性状（见图1-12）：

第一代杂交：AA （黄色）× aa （绿色）= Aa （黄色）

第二代杂交： Aa（ 黄色）× Aa（ 黄色）= 3A?（ 黄色）∶1aa（ 绿色）

看到这里，3∶1 比例背后的逻辑已经昭然若揭。要在Aa杂交的后代中产生aa，唯一的可能性，是父母双方分别给出一个a 类型的遗传信息，从而组合出aa 来。可以想象，如果Aa 父母能给出a 类型的遗传信息，自然也可以给出同等数量的A 类型遗传信息。因此，后代遗传信息的组合至少有三种：AA、Aa和aa。三者的比例关系很明显是1∶2∶1。考虑到显性A 相对隐性a 的“压制”，3∶1 的比例关系也就自然而然出现了！

那么有没有办法直接验证这个推理呢？

图1-12 两次豌豆杂交试验的遗传学解释

如果我们用A 代表黄豌豆性状，a 代表绿豌豆性状，那么孟德尔的杂交试验就可以被完美解释。

有，而且并不复杂，把第二次杂交的豌豆继续做第三次杂交就可以了。如果上面的推理正确，我们马上可以推算出，所有的绿色豌豆（aa）杂交的产物必然全部是绿色豌豆（aa），而黄色豌豆杂交的结果就会较为复杂：接近1/3 的黄色豌豆（AA）杂交将会产生清一色的黄色豌豆后代（AA），而剩下2/3 黄色豌豆（Aa）杂交的后代中，将会再一次浮现3∶1 这个简洁的比例关系。

事实上，孟德尔把这样的杂交试验一共进行了五六代。在长达8年的时间里，孟德尔神父照料着上万株豌豆，在豌豆开花的季节小心收集雄蕊的花粉，拨开紧闭的花瓣进行人工授粉，仔细清点收获的种子……每一次，豌豆后代的性状都完美符合这些简单的数字分配规律。这就是孟德尔杂交试验所揭示的遗传秘密。这秘密并不仅仅关于豌豆，也不仅仅关系到种子表皮的颜色或者褶皱。上述推理的最大价值，在于说明遗传信息在一代代的传递过程中不存在像液体一样的融合和稀释，而是以某种坚硬的“颗粒”形态存在。每一次生物交配，都意味着遗传信息“颗粒”的重新分离和组合。遗传信息的组合方式可以五花八门，但遗传信息本身却始终顽强存在着，并且随时准备在允许的场合影响生物体的性状。

一个历史的遗憾是，尽管达尔文进化论和孟德尔颗粒遗传理论几乎出现在同一时代——达尔文的《物种起源》和孟德尔的《植物杂交实验》发表相距仅有短短6 年，但事实上直到70 多年后的20 世纪30年代两者才真正被联系在一起。然而我们完全不需要替他们两位感到遗憾。站在科学的高度上，颗粒遗传理论使得詹金的责难不复存在，不管是多么微小的遗传变异，都仍然可以以这种颗粒的形式顽强地存在下去，不被稀释。从某种意义上说，孟德尔为达尔文的学说提供了坚实的物质基础，而达尔文则为孟德尔的发现找到了壮丽的用武之地。两位生活在同时代却缘悭一面的科学巨人，如果在天堂相见，一定会对此无比欣慰。

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