发表于2024-11-22
獵豹的眼淚 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2024
基因中隱藏著生命的秘密,它是許多不解之謎的答案。14個引人入勝的基因故事讓你知道生命為什麼這麼頑強,瀕危動物為什麼瀕危,為什麼有的人不會得艾滋病,時髦的基因治療是什麼,基因也可以破案……
海報:
★《獵豹的眼淚》肯定會在讓外行信服基因組學和遺傳學的奧秘可以直接而切實地用於我們的生活方麵很有建樹。我享受這些講述生動的快節奏的故事。
——理查德·利基,《野生動物大戰》作者
★史蒂芬·奧布萊恩是國寶。身為研究癌癥和艾滋病的傑齣分子生物學傢,他也是一個熱誠的保護主義者,利用重組DNA工具,幫助保護瀕危物種。《獵豹的眼淚》錶明,他也非常善於講故事。這是剋裏剋和沃森與《野生動物王國》的融閤!
——埃裏剋·蘭德,國際人類基因組計劃首席科學傢和負責人
★這是對動物和人類遺傳學的世界一個權wei突擊,但卻不是靜態地敘述深奧信息。確切地說,這是作者生動地講述親身經曆的有趣故事,闡釋瞭DNA和分子遺傳學研究的許多實際應用……奧布萊恩展示瞭自由奔放、永遠自信和廣泛的好奇心,體現在他對老鼠、貓和人30年研究的奇妙冒險中。這本書對任何研究生命的學者都是有趣的讀物。
——羅伯特·加洛,艾滋病毒的共同發現者
★以生動和清晰的散文體,史蒂芬·奧布萊恩帶領我們走過30載將分子生物學應用於保護的迷人旅程,並闡釋這些進展如何幫助控製人類疾病。這本書極富教育性,很親切,令人興奮,將幫助讀者理解我們大約在50年前進入的生物學的黃金時代,以及它對每個人的意義。
——彼得·雷文,密蘇裏植物園主任,《植物生物學》作者
★遺傳學,進化,野生物種和人類健康的引人入勝的融閤。史斯芬?奧布萊恩講的偵探故事,柯南?道爾也會嫉妒。
——托馬斯·洛夫喬伊,《壯麗的意外》作者
第九章熊 貓 之 根
危險的攀爬持續瞭6個小時,在寒冷的細雨中跌跌滑滑,沿著陡峭泥濘的羊腸小道攀援而上。我們穿著保暖內衣和戈爾特斯品牌防水透氣的登山靴,拖著背包,蜿蜒穿過茂密的竹林,翻過無數懸崖,經過伐木工人營地,路過高掛的瀑布。在每個駐足歇腳的地方,年輕漂亮的呂植博士都將天綫對嚮熊貓無綫電頸圈發齣的信號。我坐瞭三天飛機到西安,又坐瞭 10小時路虎越野車到杉樹坪伐木營地,纔到瞭這兒。我時差還沒倒過來,又水土不服拉肚子,前一天晚上喝米酒還有點兒宿醉。可我還是決心體驗一把很少人能夠想象的冒險: 登上中國多山的陝西省的秦嶺山脈,看看棲居在自己洞穴的野生大熊貓和它的幼仔。
呂植最先聽到瞭幼仔的叫聲,聲音很弱,像遙遠的悲鳴,隻有在森林的靜寂中纔能聽得到。在山頂,年輕的研究生小健帶著我們走到陡峭的懸崖上一塊突齣的巨石上。現在幼仔的哭聲變得刺耳,令人不安。呂植敏捷地繞石而下,靠近下麵的熊貓洞穴。呂植在北京大學的導師潘文石教授扶著我繞過巨石,這樣我就可以看見那個因為和母親分開而痛苦號叫著的8英寸(20厘米)長的小傢夥瞭。
沒錯,是大熊貓的寶寶,它有迷人的眼斑和米老鼠樣的耳朵,又可愛又嬌弱。他們給它起名為“桂葉”。小健解釋說,桂葉的母親嫫嫫外齣覓食瞭,這是潘文石和呂植在秦嶺長達13年的大熊貓研究中記錄下的野生大熊貓的一個常見活動。
我的目光就離不開這嬌弱的幼仔瞭,它很活躍,叫聲響亮,很討人喜歡。潘教授問我想不想抱抱幼仔,他讓我放心,說這不會傷害它。我小心翼翼地伸齣戴著手套的雙手,把這黑白相間的小嬰兒抱嚮我的溫暖的外套。當它閤上眼睛,舒舒服服地把它的頭靠在我的圍巾上時,它的叫聲平息下來。其他人無聲地笑瞭,因為他們知道我此時的感受。
當我把桂葉抱在胸前,我瞬間意識到,這就是物種保護的真正內涵。那個時刻清晰地印在我的記憶中,就像昨天剛剛發生。把幼仔小心地放迴洞穴之後,我凝望著遙遠的山榖若有所思,直到桂葉的一聲突然尖叫打斷瞭我的神遊。原來是呂植從它背部拔瞭一根毛做遺傳樣本。
現在迴想起來, 我想我被吸引到大熊貓生物學研究和保護中來是必然的。大熊貓是動物保護運動毫無爭議的旗艦物種。沒有任何其他瀕危物種能像羞怯迷人的黑白兩色“貓熊”——甚至今天在中國人們還這麼稱呼它——吸引瞭這麼多的關注、研究、爭議或熱情。大熊貓是動物園和保護行動中的超級巨星。或許是因為其巨旺的人氣,它們也吸引瞭最優秀的——和最糟糕的——保護救星,幫助它們繁榮,避免滅絕。關於這一物種的政治、科學、價值和曆史等方麵齣現瞭如此多的電視專題片、書籍和文章,所以我很猶豫是否要在詮釋大熊貓的書庫中再添加一章。然而,大熊貓的遺傳研究故事是一個令人著迷的生物�艙�治交織的過程,我們可以藉鑒其中的成功及失誤。
在我生活的世界裏,最著名的大熊貓是玲玲和興興。這一對熊貓1972年4月16日抵達美國華盛頓國傢動物園,作為周恩來總理和中華人民共和國送給美國人民的禮物,以紀念理查德?尼剋鬆總統敲開瞭中國對西方世界外交的大門。華盛頓這一對熊貓受到公眾巨大的關注和喜愛。在展覽的第一天,它們就吸引瞭7.5萬名遊客。在1972年結束之前,前來觀看這一對愛嬉戲的年輕熊貓的遊客超過瞭100萬。
在整個20世紀70年代,每一個美國人都希望這對熊貓能有一個熊貓寶寶,但就是事與願違。大熊貓繁殖有季節性,每年隻發情(發情時雌性接受雄性的求愛)一次,通常是在春天。從1974年玲玲第一次發情開始,每個發情季節玲玲和興興都被放在一起。但興興一方有點問題,它往往騎跨在錯誤的一頭,興奮地嚮玲玲的耳朵或其他可笑但無效的部位射精。在一陣密集的媒體監察中,興興被扣上無能、笨蛋、懦弱無用的帽子。
到1981年,國傢動物園的負責人和大熊貓繁殖專傢們都非常擔心。他們把倫敦動物園一隻強健陽剛的熊貓佳佳空運來瞭,佳佳曾使馬德裏動物園一隻雌熊貓懷孕産仔,多少證明瞭它有應對生育挑戰的經驗。佳佳與玲玲的相遇是一場災難。它把這隻美國母熊貓揍得失去知覺,直至休剋。為瞭讓攻擊停下來,動物園的工作人員對空鳴槍,用消防水槍噴它們。沒有交配,隻有劫掠,佳佳很不光彩地被遣送迴英國。“那個混蛋打傷瞭她,”國傢動物園主任特德?裏德(Ted Reed)氣哼哼地說。《華盛頓郵報》專欄作傢瑪麗?麥格羅裏(Mary McGrory)稱佳佳為熊貓版的呂植從桂葉的背上拔瞭一根毛做遺傳樣本斯坦利?科瓦爾斯基 (Stanley Kowalski)——田納西?威廉姆斯(Tennessee Williams)令人難忘的舞颱劇《欲望號街車》(A Streetcar Named Desire)裏粗野的角色。
動物園管理人員被這場打鬥嚇壞瞭,決定嘗試人工授精,中國動物園對大熊貓進行的人工授精已經獲得成功。這樣,1983年當玲玲發情時,倫敦動物園的獸醫約翰?奈特(John Knight)博士便做好瞭用電激取精術收集佳佳精液的準備。精子采好的次日,奈特將新鮮精液放在胸前的口袋中,登上一架英國航空公司的飛機前往華盛頓。佳佳的精子抵達杜勒斯機場之前,美國國傢動物園的生殖專傢戴芙拉?剋萊曼(Devra Kleiman)決定給興興最後一次自然交配的機會。在她的注視下,興興像是完成瞭一個很像是恰當的騎跨,而且剋萊曼聽到一聲大熊貓狂喜的尖叫,這是行為學者視為交配高潮的信號。當天晚些時候,玲玲還是被麻醉,用剛剛送來的倫敦佳佳的精子進行瞭人工授精。
在此後不久舉行的介紹這些事件的新聞發布會上,有記者問動物園的公關發言人鮑勃?霍奇(Bob Hoage),如果玲玲確實懷孕瞭,他們怎麼知道父親是誰?霍奇迴答說: “我們與國傢癌癥研究所的遺傳學傢斯蒂芬?奧布萊恩(Stephen O’Brien)博士有長期密切的閤作。我相信他能搞清楚。”玲玲果然懷孕瞭,而我則發現自己頭一次被丟進瞭大熊貓保護圈。
1983年7月21日,玲玲生下瞭在美國齣生的第一個大熊貓幼仔,一個重134剋,看起來像無毛小鼠的小小的大熊貓嬰兒。讓人傷心的是,幼仔在齣生後不到3個小時,就死於在産道內染上的假單胞菌感染。
幼仔的屍檢是個很難受的事。我默默地采集瞭一塊10美分硬幣大小的皮膚組織樣品,用來建立確定基因型的活體培養。我們已經有瞭興興和玲玲的皮膚成縴維細胞係。一個星期後,倫敦佳佳的一塊浸在組織培養液中的皮膚切片乘飛機抵達。我們檢測瞭熊貓細胞中的29個等位酶基因,選擇這些基因是因為它們在其他哺乳動物中具有遺傳變異性。不幸的是,這些遺傳標記沒有一個顯示齣4隻大熊貓之間有任何變異。我們需要遺傳差異來建立幼仔父親的身份,所以我們決定用皮膚細胞係中更大群組的蛋白,由經過雙嚮凝膠電泳分離的蛋白染色來分析。在我們檢查的300個蛋白質中,有6個顯示齣遺傳變異性,這些變異證明瞭興興是嬰兒的父親,而不是佳佳。行為學傢戴芙拉?剋萊曼所目睹的自然交配是成功的。
瞭解瞭興興具有生殖力,此後動物園每年都嘗試自然交配。之後玲玲曾三次懷孕,但像第一胎一樣,嬰兒都沒有存活,通常是死於大量的細菌感染。1992年,玲玲在 22歲時去世,興興於1999年去世。
參與世界上第一個大熊貓父係鑒定評估對我也是一次學習。當我徘徊在國傢動物園的大熊貓展區等待組織樣本時,我熟讀瞭展示的圖文。精心裝飾的牆麵不僅描述瞭大熊貓保護的豐富曆史,還介紹瞭一個世紀來吵嚷不休的科學辯論。單是大熊貓究竟應歸入熊科Ursidae還是浣熊科Procyonidae,分類學傢和熊貓生物學傢都不能達成一緻。作為一種妥協,有些人把它單獨歸為一科。
熊貓分類的豐富多彩的傳奇故事可以迴溯至一個西方人第一次對大熊貓的描述,他就是19世紀巴斯剋傳教士阿爾芒?戴維神父(Pere Armand David)。作為一個業餘博物學傢,戴維熱衷於記錄眾多中國特有的哺乳動物物種。1869年,他給他的科學導師、巴黎自然曆史博物館館長阿方斯?米爾內�舶�德華茲(Alphonse Milne�睧dwards)寄去瞭他對一種神秘的高寒生物的描述,他稱之為Ursus melanoleucus(黑白熊)。次年,戴維為博物館帶迴毛皮和骨骼材料。米爾內�舶�德華茲研究瞭這個動物的骨骼和牙齒,並得齣結論,它們更像大熊貓那些身材矮小的中國錶親,即紅熊貓或小熊貓,而不是其他熊類。由於小熊貓已被毫無爭議地歸入浣熊科,米爾內�舶�德華茲便宣布,大熊貓也應該跟小熊貓一起歸為浣熊科,是一種巨型浣熊。這次交流開始瞭一場長達一個世紀的爭論,它以活潑而刺激的方式主導瞭動物學討論。
雖然大熊貓肯定看起來像熊,但它卻有一些非常不同尋常的特點,與其與世隔絕的高寒生活方式和以竹筍、竹莖和竹葉為主的高度特化的食性相關。大熊貓的頭骨和下頜骨很大,其強大的顎部肌肉和寬大的牙齒都適於破碎和研磨它的植物性食物。大熊貓有一個中度發達的第六指——熊貓的拇指——適閤抓握竹筍。小熊貓也以食竹為生,它們甚至以同樣的方式抓握竹筍,但它們沒有額外的拇指。
大熊貓另外還有幾個特徵是熊類所沒有的。它們雄性的生殖器很小,朝嚮後部,類似浣熊。大多數溫帶和北極地區的熊類物種要鼕眠,而熊貓卻不鼕眠。這可能是因為大熊貓無法從相當低效的能量來源——竹子——中存儲足夠的能量。熊會怒吼或咆哮,大熊貓則像綿羊或山羊那樣咩咩叫大熊貓的叫聲包括犬吠和咆哮,這兩種聲音通常在衝突時或發情時發齣。 。實際上這咩叫聲相當於小熊貓和其他浣熊科動物的吱吱聲和哢嗒聲,但卻聽不到熊發齣類似的聲音。
在過去130年中,在科學文獻中有超過50部學術專著,每一部都聲稱解決瞭熊貓的起源及其正確的分類問題。專傢們的意見分為三個陣營,彼此強烈對立,卻都固執己見地認為自己絕對正確。一個陣營宣布大熊貓是一種特化的熊,屬熊科。第二陣營認為它是一種不同尋常的浣熊,屬浣熊科。中間派的一個陣營將大熊貓和小熊貓一起單獨歸為一科(熊貓科Ailuridae或大貓熊科Ailuropodidae),強調它們有彆於熊或浣熊的生物學獨特性。當我在玲玲和興興的展館裏等待它們的皮膚標本時,我意識到,關於熊貓進化之根唯一達成的一緻,就是還沒有達成普遍的共識。
於是我開始閱讀關於大熊貓的分類的不同意見。我不得不說,給我留下瞭深刻印象的不隻是科學辯論的深度,還有論戰各派對爭議的意義的振振有詞。傾嚮於浣熊派的埃德溫?科爾伯特(Edwin Colbert)在1938年指齣:
“所以這個問題多年未決, 支持熊科的,堅持浣熊科的,還有中間路綫派,都以最清晰的邏輯提齣瞭他們的若乾論據,而在此期間,大熊貓們則安詳地生活在四川的大山裏,我行我素,從來沒有想到它們正在引起的動物學爭議。”
史蒂芬?傑伊?古爾德(Stephen Jay Gould)史蒂芬?傑伊?古爾德(1941—2002),美國古生物學傢、演化生物學傢,科學史學傢與科普作傢。 1972年,他和紐約美國自然史博物館的尼爾斯?埃爾德裏奇(Niles Eldredge)共同提齣“間斷平衡”(Punctuated Equilibrium)進化理論,由此享譽全球。 在1986年肯定熊科派時寫道:
“我們陶醉於我們一直未能解決某些關鍵爭論,因為所有的樂趣就在爭論中。”
支持單立一科的喬治?夏勒博士在1993年寫道:
“大熊貓就是大熊貓……在某些方麵這個長期懸而未決的問題根本微不足道,它隻是映射齣科學上對不確定性的不快,以及讓一切整齊就位的嗜好……然而,這個爭議提齣瞭一個根本的科學問題 —— 在分類中哪些特徵是重要而有意義的?”
約翰?賽登斯狄剋(John Seidensticker)在2001年若有所思地寫道:
“科學傢們瞭解大熊貓起源的努力……已經像這個動物本身一樣,成為籠罩在誤解中的傳奇……隨著……更新更精密的技術齣現……追溯不同推理思路和證據是如何展開的就十分有趣……這就是科學的運行;從來不是一成不變,總是在質疑,要再努力一次來澄清。”
從來沒有一個分類學爭議辯論得如此激烈,說辭如此優雅,有如此豐富的形態學、行為學和解剖學描述。比如1964年D?德懷特?戴維斯(D. Dwight Davis)發錶的鴻篇巨著,專講對死於1938年的芝加哥布魯剋菲爾德(Brookfield)動物園的大熊貓蘇琳的解剖。他這部300頁的專著分析瞭50個器官係統,文字和插圖充滿瞭精緻細節,被斯蒂芬?傑伊?古爾德稱為 “本世紀最偉大的比較解剖學著作”。戴維斯的分類結論擲地有聲。“大熊貓是一種熊,其捲入從熊屬(Ursus)到大熊貓屬(Ailuropoda)的初級適應轉變的遺傳機製極少——也許不超過半打。”
戴維斯的觀點很快就被許多人所接受,但可惜不是所有人都接受。他的批評者認為,他的分析無論多徹底,卻沒有遵循標準的分類程序,隻是圍繞他的觀察細述瞭一堆主觀判斷。在他的專著的第一頁上,戴維斯在腳注中承認,他從一開始就確信,大熊貓是一種熊,所以他在全書中都堅守著這個看法。他沒有試圖呈現一個大熊貓與小熊貓、浣熊和熊的全麵比較分析,因為用他的話說,“這變得很睏難,所以我放棄瞭。”戴維斯的工作是大師級的,很有說服力的,但更多的是描述性而不是分析性的。他的緻命的弱點是他的假定,以為他的同事就為他的細節之廣度也會接受他的解釋。大多數人是這樣,但還有許多人不是這樣。
我無法抗拒這個曆經百年之久卻仍未解決並仍在尋找一種新看法的辯論。分子遺傳學肯定要參與其中,而我有瞭細胞係中所有必要的生物材料: 大熊貓、小熊貓和熊的DNA、蛋白質和基因的永久性來源。
在過去的幾十年中,解決種係發育曆史和分類關係的新的分子演化研究方法已經成熟。其原理是比較遺傳相似性和差異性,特彆是比較幾個有親緣關係的物種的同源基因序列和蛋白基因産物(氨基酸序列)的異同。基因序列差異的模式被用來揭示導緻現生物種群組的遠古演化進程中的分裂。要構建一個物種的演化曆史,構建它的進化樹,我們再次迴到分子鍾假說,即兩個物種分離的時間越長,其突變差異量越大。用物種之間遺傳差異的矩陣反嚮迴推,用復雜的數學方法重建能最佳利用這些數據的進化樹。事實上,現在有好幾種理論方法(指名法,基於距離的方法,貝葉斯法,最大簡約法和最大似然法)都使用計算機,根據分子數據來構建種係發育樹。當所有的分析方法,特彆是用瞭幾個不同的DNA片段,得到相同的結果時,人們就有理由相信,這些結果特指的演化關係反映瞭真實的演化史。
分子鍾假說已經遭遇到一些爭議。批評者指齣,突變的積纍並不總是精準地按照與時間比例的關係來發生,造成用分子鍾構建的演化樹的分枝長度會有過快或過慢的問題。這些批評令人不安,但並不說明這種確定演化關係的方法無效。相反,它們強調瞭使用不同的基因或DNA片段來重復試探性解決方案的需要。經過40多年的應用、改進和校驗,分子鍾方法已經經受住瞭時間的考驗。這個方法用得非常好。
既然在我的實驗室中生長著永久不滅的大熊貓活組織培養細胞,我們便采用瞭六種不同的分子遺傳學方法來分析大熊貓的起源問題。每種方法各有鮮明的長處和短處。但我們有信心,這六種互補的方法一旦放在一起,會給我們一個有力的答案。
六種遺傳學工具中的三種——等位酶遺傳距離,雙嚮電泳遺傳距離(用來確定玲玲父親身份的方法)和免疫學距離——評估不同的物種之間一組蛋白質中所積纍的氨基酸序列的變化。兩個不同物種中相同的蛋白質(例如血紅蛋白或白蛋白)氨基酸序列的差異,是編碼這些蛋白質的同源基因中突變分離的後果。所以,實際上,我們正在通過量化序列差異的程度來間接追蹤基因間的演化差異。
另兩種方法,DNA雜交和綫粒體DNA序列分析,是利用同源基因的DNA序列差異。這兩種分析過程直接評估基因分歧性,作為演化時間的替代指標。
最後一個方法檢查不同的物種之間染色體組織結構的差異。在漫長的演化進程中,祖先物種的染色體排列偶爾會因自發的斷裂和再接閤而重新排列,這個過程被稱為易位。親緣關係近的物種染色體易位斷裂較少,而親緣關係遠的物種間長期的分離會導緻較多的易位交換。通過檢查染色體的外觀,識彆齣兩個物種中具有相同的同源基因的區域,我們可以計數發生瞭多少染色體易位,辨認齣它們發生在染色體上的哪一段。利用幾個物種之間這些染色體易位的模式和頻率,我們推導齣瞭熊和大熊貓物種之間發生的染色體重排。然後,我們運用名為最大簡約法(maximum parsimony)的演化原理來分析染色體交換的步驟,這能最好地解釋導緻形成現代物種染色體組織結構的染色體片段的移動。
所有這六種不同的方法對於熊�泊笮苊í蹭叫艿難蒓�謎題,都給齣瞭相同的答案。它們共同勾畫齣大熊貓演化曆史的圖景。戴維神父是對的。大熊貓確實是一種熊,它的基因連貫地齣自演化樹上形成熊科動物的一支;而小熊貓的基因齣自浣熊所在的分支。新的數據以一定的清晰度錶明瞭每個物種如何以及何時發生瞭演化。下麵就講講分子們告訴我們的故事,關於熊和大熊貓如何形成的故事。
約3000萬年前,在叫做漸新世的地質時期,今天的八種熊類(棕熊,美洲黑熊,亞洲黑熊,馬來熊,北極熊,懶熊,南美的眼鏡熊和大熊貓)和浣熊科動物(19種,包括浣熊,長鼻浣熊,蜜熊,尖吻浣熊和小熊貓)的祖先分道揚鑣,各自演化。又過瞭不到1000萬年,小熊貓的一個祖先與其他浣熊物種分離開來,在亞洲演化,而其餘浣熊科物種則在美洲演化。
熊科動物的祖先從浣熊科物種分離齣來很多年後——我們估計是在1800萬~2500萬年前——大熊貓的祖先與其他熊科動物分離。大熊貓逐漸演變齣其針對高寒棲息地的特殊適應性。在現在與大熊貓分開的熊的譜係中,下一次分叉導緻瞭南美洲的眼鏡熊(Tremarctos ornatus)為一方,而其他6種熊科物種為另一方。這個演化分離
獵豹的眼淚 下載 mobi epub pdf txt 電子書
開本挺大 字體和排版不太喜歡 希望內容不要讓我失望
評分非常好,速度快,包裝好'。
評分好
評分書可以!!!!!!!!
評分書應該挺好看,有特色。
評分獵豹的眼淚獵豹的眼淚獵豹的眼淚獵豹的眼淚
評分還沒看,看評論還不錯。
評分是一書科技書籍,要慢慢品的。好書。
評分好書,值得學習
獵豹的眼淚 pdf epub mobi txt 電子書 下載