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生物界是一棵大树
千百万的生物组成了生机勃勃的生物界，有我们肉眼看不到的细菌、病毒，也有体重达几十吨的鲸类。虽然各种生物千差万别，但在生物学家眼中，所有的生物都可以根据亲疏远近，排列成有许多枝条的一棵大树——生命树。越古老的生物，越靠近大树的根；越后产生的生物，越靠近大树的枝头。我们人类当然在一条枝头上。
一种生物在生命树上处于什么相对位置，是由不同生物体内的遗传信息即基因决定的。我们知道，生物的基因储存在我们细胞内的DNA（也就是脱氧核糖核酸）上，不同生物的亲疏远近，都可以通过比较它们的DNA来确定，相同基因越多，两种生物的关系就越近，它们在进化树上的位置也就越近；相同基因越少，两种生物在进化树上的位置就越远。
有趣的是，当一个新的生物进化出来时，它不可能把祖先的基因全部替换成新基因，而只是更换了少量的基因。而且一般来说，新生物的新基因也是从祖先的旧基因改造而来的，我们可以在其祖先的基因中找到新基因的“旧版本”。
233个没有来头的基因
就在科学家得意洋洋地沿着进化树追寻生物始祖的时候，他们被一个现象惊呆了：人类基因中有223个基因，在进化树上找不到中间阶段的“旧版本”。在从细菌到无脊椎生物（比如真菌、蠕虫、飞蝇等），再到脊椎动物（鱼类、老鼠、黑猩猩等），最后到人类的进化过程中，这223个基因在无脊椎生物阶段完全找不到“旧版本”的任何踪影。
当然了，这些基因不是人类独有的，细菌中也含有这些基因，其中的少部分在脊椎动物中也有，就是在无脊椎动物身体里找不到！
不要以为223个基因是个小数目。请让我们回忆一下上个世纪末生物学家对人类基因组的研究，他们发现，在智慧超群的人类体内，真正起作用的基因数量出乎意料地少，只有3万多个而已，与鸡的基因数量差不多，水稻、洋葱、阿米巴虫的基因都比我们的多；不但我们的基因数量没有什么优势，而且我们的基因种类也没有什么特别之处，大部分与其他物种的类似，例如99%的基因与黑猩猩的一致，70%的与老鼠的一致。
223个基因，已经占到了人类基因组中起作用基因的近1%，这已经是人类和黑猩猩的基因差别。如果这些基因也是沿着进化树的枝条，逐渐进化和改造出来的，既然细菌中就有这些基因，那么比细菌高等且后进化出来的生物就都应该有这些基因的不同“版本”。可事实是，无脊椎动物体内并没有这些基因，基因好像是从细菌阶段出现，然后直接就跳跃到了人类和某些脊椎动物身上了。真是令人匪夷所思！
细菌把基因传给了人类？
为什么这些基因在进化树的中间缺失了？
科学家推测，这些基因也许是人或脊椎动物被细菌感染后，直接从细菌身上获取的。但这个推测立刻被科学家自己推翻了。
这223个基因并不是无关紧要的基因，人体用这些基因制造出来的蛋白质，在生理上起着非常重要的作用。比如，有些蛋白质起到了酶的作用，对人的神经系统的功能有影响。如此重要、复杂的人类基因，怎么会是从微小的细菌那里获得的呢？
对这些基因制造的蛋白质的进一步研究发现，在35个蛋白质中，有25个都是人类特有的，其他脊椎动物没有；另外10个在鱼、牛、以及啮齿类动物中也存在；在无脊椎动物身上，当然一个都不存在。从细菌感染的难易程度讲，生物和细菌的亲缘关系越近，应该越容易被感染，亲缘关系越远，就越不容易被感染。
可结果却是，亲缘关系近的无脊椎动物没有获得细菌的这些基因，而亲缘关系最远的人类反而获得了更多的细菌基因，这显然是不符合逻辑的。
细菌把自己的基因转移给其他生物，可不是想象中那么简单的。确实，像细菌这样的单细胞生物之间容易交换基因，而且细菌也容易从环境中获取基因片段，并把它们整合到自己的DNA中，这就是细菌容易变异的原因。基因从动植物传递到细菌身上不难，只要动植物在环境中遗留下一些基因片段，细菌就可以吸取。但是细菌要想把自己的基因整合到植物的DNA中，可就难了，要进入脊椎动物的DNA中，更是难上加难！
因为基因转移要想成功，首先基因进入的细胞必须是有分裂活性的细胞，能够把基因遗传下去；其次基因还要到达细胞核内，并侵入被严加保护的DNA中。高等植物有分裂活性的细胞一般分布在根尖、嫩芽、柱头等部位，这些部位一旦被细菌侵染，就可能出现基因的转移，例如转基因工程就是通过这种方式来育种的。但是脊椎动物具有分裂活性的干细胞不是分布在体表，而是深藏体内（例如受精卵、造血干细胞等），细菌很难感染到这些部位。科学家现在搞的人工转基因技术，也往往要选择好精子、卵子，利用人工注射才行，而且还不容易成功。细菌怎么会有那么大的本领？
垃圾基因太多了
细菌感染解释不通，科学家开始思考另一种可能性，那就是这些基因虽然最早出现在细菌身上，但是在进化过程中，它们在生物体内长期“潜伏”下来，什么作用也不起，直到人类出现后，它们又“亮出身份”，开始工作了。
这个解释听上去过于传奇了，但其实是有科学依据的。2001年2月，人类基因组被破译之后，生物学家发现，在我们的DNA里，毫无意义的基因序列竟然占了97%，这些基因被称为“垃圾基因”，只有另外3%才是真正起作用的基因。
大量不合成任何有用蛋白质的垃圾基因在DNA里充斥，成为生物学界的一个谜团。
从细菌到鱼类，再到人类，垃圾基因在所有生物DNA中都占有一定的比例。它们不像正常的基因那样，携带着能够合成蛋白质和酶的编码和信息，以及其它一些化学物质的编码和信息。它们所携带的信息好像从来没有被用来合成过任何物质。我们只依赖DNA上3%的编码生存，大量的垃圾基因好像只是喜欢欣赏DNA复制的繁重劳动，让DNA把自己复制出来，一代接一代地传下去，几乎不作任何改变，也不起任何效用。
它们到底是什么呢？我们的DNA中怎么会聚集了这么多懒散的家伙？ DNA中神秘的符号
进化生物学家曾经认为，垃圾基因或者是生物体随机产生的废“代码”，或者是曾经寄生在生物体内的有害病菌的基因残余，我们可以完全把它们当成无用的废物。但是现在，生物学家不再这么想了。一个人类基因工程研究小组发现，垃圾基因并不是杂乱无序的，它们竟然也是有规律和秩序的。
他们找来一位密码破译方面的专家，这位专家不懂任何生物学知识，只是简单地把DNA里的垃圾基因当成电脑程序的代码来分析。他很快发现，所有的垃圾基因序列都是以一段很短的碱基序列开头，也以同样的序列结尾，生物学家们早就发现过这部分序列，并把它称做Alu序列。Alu序列遍布在DNA中，尤其在垃圾基因序列中最常见。
这样的开头和结尾让这位密码专家马上想到，电脑程序里也有常用的注释符号，比如某些计算机语言里注释部分经常用“/”符号开头和结尾，两个“/”符号之间的代码就是一些注释而已，供程序员写下“心得”之用，并不会被计算机执行操作。Alu序列就像是这种注释符号，只是它们不是出现在计算机程序里，而是出现在DNA中。
Alu序列之间的那些垃圾基因，如果从编码的角度看，和那些起作用的基因也没有什么明显的不同，垃圾基因就好像是一个程序员写错了一些程序代码，又舍不得删掉，于是套上了Alu序列作为注释标记，告诉自己“这些是错误的”，让这些基因变得不起作用了。
科学家灵机一动，他们想，如果把那些Alu序列去掉，让垃圾基因起作用，会发生什么呢？研究人员精挑细选了最类似基因的4组垃圾基因序列，将它们的Alu序列去掉，然后想办法把它们植入细菌中，让这些垃圾基因运行起来。
惊人的结果出现了，一种垃圾基因序列产生了白血病人体内才会出现的物质，另外三种则产生了与癌症有关的蛋白质！4组垃圾基因序列都能致病，这可不是巧合，而是有深层次的原因。
接下来的发现更有趣，科学家检查了那些让人类患上癌症的基因中，竟然有三个和去掉了Alu序列并能制造与癌症有关的蛋白质的垃圾基因是相同的。原来那些让人类患病的基因，其实就是没有加上Alu序列这样的注释，所以它们就在生物体内兴风作浪，产生了致癌蛋白质，让人类生病了。
DNA是高级操作系统？
这样看来，垃圾基因显然不是生物进化中随机产生的废物或寄生的有害基因，它们更像是一种很高级的智慧生命写出来的生物“电脑程序”！
而且，这位神秘的程序员编写的时候，并不确定写出来的基因代码是否都用得着，于是干脆把写出来的代码都保留下来，给许多代码加上了注释符号，让它们不参与生命程序的运行。而那些没加注释符号，或者由于某种原因丢失了注释符号的基因，则发挥着各自的作用。
或许，有的垃圾基因是神秘程序员留下的“升级代码”。一般情况下，我们人类的程序员在工作中都会这么处理程序。比如，在我们的计算机里，DOS操作系统和WINDOWS操作系统是并存的，有的人的电脑里还装有其他操作系统。类似地，我们的DNA里至少有两个版本的代码并存：那些发挥作用的基因代码和没发挥作用的垃圾基因代码。目前，我们人类只是在使用有用基因代码这个“操作系统”，也许那些垃圾基因是更加高级的“操作系统”，只是它还没有在我们人体内被启用。
这个神秘的程序员显然不是我们人类自己，那么他会是谁呢？
天外基因进入我们体内了
宇宙可能远比我们想像的更加神秘，我们体内的DNA也许来自地球之外的地方。
这个想法虽然很疯狂，但却得到了许多科学家的支持。比如在1970年代，发现DNA双螺旋结构的DNA之父——美国科学家克里克就提出，地球上最早的生命可能来自一艘太空船，外星文明想在宇宙中传宗接代，结果到了地球，因此DNA应该来自外星文明。
克里克的说法有些太科幻了，不过科学家对陨石的研究发现，DNA确实可能在地球之外产生。人们在一些陨石中经常发现复杂的有机分子，比如糖类、氨基酸，有的陨石中甚至还含有构成DNA和RNA（核糖核酸）的碱基和磷酸盐。既然这些基础分子在天外都存在，那么在天外某处星球上组装出DNA，也并不是天方夜谭。DNA应该不是地球生命的专利，也许地球最早的一批生命的DNA，就是搭乘陨石来到地球上的。
这些来到地球上的DNA其实足够“先进”，它们先在最早的地球生命——细菌体内发挥作用，启动了地球生物的进化，然后，DNA中许多基因以垃圾基因的形式，处于长期的潜伏状态，时间长达几十亿年，直到脊椎动物乃至人类出现，一些基因突然之间“苏醒”过来，开始工作。那223个无头基因，就是长期潜伏后苏醒过来的，这就是为什么科学家在无脊椎动物中找不到它们的原因。
人类对自身DNA才刚刚有所了解，DNA中蕴藏的巨大秘密还没有被揭示。有的研究者就提出，如果把DNA中大量垃圾基因首尾的Alu序列去掉，让它们发挥威力，也许人们可以从中发现激发人体潜能的新基因，极大地提升人体能力。人们也可以尝试着给癌症基因添加上Alu序列，让我们体内的恶魔彻底失去破坏力，从而治疗所有的癌症，甚至治疗所有的疾病，让人的寿命大大增加。
只是，地球上的DNA到底是谁的杰作？这依然是个谜团。也许它是宇宙规律的自然产物，也许它是更高级智慧生命的精心之作。为什么蛰伏几十亿年，在人类出现后这些DNA又突然启动了呢？
千百万的生物组成了生机勃勃的生物界，有我们肉眼看不到的细菌、病毒，也有体重达几十吨的鲸类。虽然各种生物千差万别，但在生物学家眼中，所有的生物都可以根据亲疏远近，排列成有许多枝条的一棵大树——生命树。越古老的生物，越靠近大树的根；越后产生的生物，越靠近大树的枝头。我们人类当然在一条枝头上。
一种生物在生命树上处于什么相对位置，是由不同生物体内的遗传信息即基因决定的。我们知道，生物的基因储存在我们细胞内的DNA（也就是脱氧核糖核酸）上，不同生物的亲疏远近，都可以通过比较它们的DNA来确定，相同基因越多，两种生物的关系就越近，它们在进化树上的位置也就越近；相同基因越少，两种生物在进化树上的位置就越远。
有趣的是，当一个新的生物进化出来时，它不可能把祖先的基因全部替换成新基因，而只是更换了少量的基因。而且一般来说，新生物的新基因也是从祖先的旧基因改造而来的，我们可以在其祖先的基因中找到新基因的“旧版本”。
233个没有来头的基因
就在科学家得意洋洋地沿着进化树追寻生物始祖的时候，他们被一个现象惊呆了：人类基因中有223个基因，在进化树上找不到中间阶段的“旧版本”。在从细菌到无脊椎生物（比如真菌、蠕虫、飞蝇等），再到脊椎动物（鱼类、老鼠、黑猩猩等），最后到人类的进化过程中，这223个基因在无脊椎生物阶段完全找不到“旧版本”的任何踪影。
当然了，这些基因不是人类独有的，细菌中也含有这些基因，其中的少部分在脊椎动物中也有，就是在无脊椎动物身体里找不到！
不要以为223个基因是个小数目。请让我们回忆一下上个世纪末生物学家对人类基因组的研究，他们发现，在智慧超群的人类体内，真正起作用的基因数量出乎意料地少，只有3万多个而已，与鸡的基因数量差不多，水稻、洋葱、阿米巴虫的基因都比我们的多；不但我们的基因数量没有什么优势，而且我们的基因种类也没有什么特别之处，大部分与其他物种的类似，例如99%的基因与黑猩猩的一致，70%的与老鼠的一致。
223个基因，已经占到了人类基因组中起作用基因的近1%，这已经是人类和黑猩猩的基因差别。如果这些基因也是沿着进化树的枝条，逐渐进化和改造出来的，既然细菌中就有这些基因，那么比细菌高等且后进化出来的生物就都应该有这些基因的不同“版本”。可事实是，无脊椎动物体内并没有这些基因，基因好像是从细菌阶段出现，然后直接就跳跃到了人类和某些脊椎动物身上了。真是令人匪夷所思！
细菌把基因传给了人类？
为什么这些基因在进化树的中间缺失了？
科学家推测，这些基因也许是人或脊椎动物被细菌感染后，直接从细菌身上获取的。但这个推测立刻被科学家自己推翻了。
这223个基因并不是无关紧要的基因，人体用这些基因制造出来的蛋白质，在生理上起着非常重要的作用。比如，有些蛋白质起到了酶的作用，对人的神经系统的功能有影响。如此重要、复杂的人类基因，怎么会是从微小的细菌那里获得的呢？
对这些基因制造的蛋白质的进一步研究发现，在35个蛋白质中，有25个都是人类特有的，其他脊椎动物没有；另外10个在鱼、牛、以及啮齿类动物中也存在；在无脊椎动物身上，当然一个都不存在。从细菌感染的难易程度讲，生物和细菌的亲缘关系越近，应该越容易被感染，亲缘关系越远，就越不容易被感染。
可结果却是，亲缘关系近的无脊椎动物没有获得细菌的这些基因，而亲缘关系最远的人类反而获得了更多的细菌基因，这显然是不符合逻辑的。
细菌把自己的基因转移给其他生物，可不是想象中那么简单的。确实，像细菌这样的单细胞生物之间容易交换基因，而且细菌也容易从环境中获取基因片段，并把它们整合到自己的DNA中，这就是细菌容易变异的原因。基因从动植物传递到细菌身上不难，只要动植物在环境中遗留下一些基因片段，细菌就可以吸取。但是细菌要想把自己的基因整合到植物的DNA中，可就难了，要进入脊椎动物的DNA中，更是难上加难！
因为基因转移要想成功，首先基因进入的细胞必须是有分裂活性的细胞，能够把基因遗传下去；其次基因还要到达细胞核内，并侵入被严加保护的DNA中。高等植物有分裂活性的细胞一般分布在根尖、嫩芽、柱头等部位，这些部位一旦被细菌侵染，就可能出现基因的转移，例如转基因工程就是通过这种方式来育种的。但是脊椎动物具有分裂活性的干细胞不是分布在体表，而是深藏体内（例如受精卵、造血干细胞等），细菌很难感染到这些部位。科学家现在搞的人工转基因技术，也往往要选择好精子、卵子，利用人工注射才行，而且还不容易成功。细菌怎么会有那么大的本领？
垃圾基因太多了
细菌感染解释不通，科学家开始思考另一种可能性，那就是这些基因虽然最早出现在细菌身上，但是在进化过程中，它们在生物体内长期“潜伏”下来，什么作用也不起，直到人类出现后，它们又“亮出身份”，开始工作了。
这个解释听上去过于传奇了，但其实是有科学依据的。2001年2月，人类基因组被破译之后，生物学家发现，在我们的DNA里，毫无意义的基因序列竟然占了97%，这些基因被称为“垃圾基因”，只有另外3%才是真正起作用的基因。
大量不合成任何有用蛋白质的垃圾基因在DNA里充斥，成为生物学界的一个谜团。
从细菌到鱼类，再到人类，垃圾基因在所有生物DNA中都占有一定的比例。它们不像正常的基因那样，携带着能够合成蛋白质和酶的编码和信息，以及其它一些化学物质的编码和信息。它们所携带的信息好像从来没有被用来合成过任何物质。我们只依赖DNA上3%的编码生存，大量的垃圾基因好像只是喜欢欣赏DNA复制的繁重劳动，让DNA把自己复制出来，一代接一代地传下去，几乎不作任何改变，也不起任何效用。
它们到底是什么呢？我们的DNA中怎么会聚集了这么多懒散的家伙？ DNA中神秘的符号
进化生物学家曾经认为，垃圾基因或者是生物体随机产生的废“代码”，或者是曾经寄生在生物体内的有害病菌的基因残余，我们可以完全把它们当成无用的废物。但是现在，生物学家不再这么想了。一个人类基因工程研究小组发现，垃圾基因并不是杂乱无序的，它们竟然也是有规律和秩序的。
他们找来一位密码破译方面的专家，这位专家不懂任何生物学知识，只是简单地把DNA里的垃圾基因当成电脑程序的代码来分析。他很快发现，所有的垃圾基因序列都是以一段很短的碱基序列开头，也以同样的序列结尾，生物学家们早就发现过这部分序列，并把它称做Alu序列。Alu序列遍布在DNA中，尤其在垃圾基因序列中最常见。
这样的开头和结尾让这位密码专家马上想到，电脑程序里也有常用的注释符号，比如某些计算机语言里注释部分经常用“/”符号开头和结尾，两个“/”符号之间的代码就是一些注释而已，供程序员写下“心得”之用，并不会被计算机执行操作。Alu序列就像是这种注释符号，只是它们不是出现在计算机程序里，而是出现在DNA中。
Alu序列之间的那些垃圾基因，如果从编码的角度看，和那些起作用的基因也没有什么明显的不同，垃圾基因就好像是一个程序员写错了一些程序代码，又舍不得删掉，于是套上了Alu序列作为注释标记，告诉自己“这些是错误的”，让这些基因变得不起作用了。
科学家灵机一动，他们想，如果把那些Alu序列去掉，让垃圾基因起作用，会发生什么呢？研究人员精挑细选了最类似基因的4组垃圾基因序列，将它们的Alu序列去掉，然后想办法把它们植入细菌中，让这些垃圾基因运行起来。
惊人的结果出现了，一种垃圾基因序列产生了白血病人体内才会出现的物质，另外三种则产生了与癌症有关的蛋白质！4组垃圾基因序列都能致病，这可不是巧合，而是有深层次的原因。
接下来的发现更有趣，科学家检查了那些让人类患上癌症的基因中，竟然有三个和去掉了Alu序列并能制造与癌症有关的蛋白质的垃圾基因是相同的。原来那些让人类患病的基因，其实就是没有加上Alu序列这样的注释，所以它们就在生物体内兴风作浪，产生了致癌蛋白质，让人类生病了。
DNA是高级操作系统？
这样看来，垃圾基因显然不是生物进化中随机产生的废物或寄生的有害基因，它们更像是一种很高级的智慧生命写出来的生物“电脑程序”！
而且，这位神秘的程序员编写的时候，并不确定写出来的基因代码是否都用得着，于是干脆把写出来的代码都保留下来，给许多代码加上了注释符号，让它们不参与生命程序的运行。而那些没加注释符号，或者由于某种原因丢失了注释符号的基因，则发挥着各自的作用。
或许，有的垃圾基因是神秘程序员留下的“升级代码”。一般情况下，我们人类的程序员在工作中都会这么处理程序。比如，在我们的计算机里，DOS操作系统和WINDOWS操作系统是并存的，有的人的电脑里还装有其他操作系统。类似地，我们的DNA里至少有两个版本的代码并存：那些发挥作用的基因代码和没发挥作用的垃圾基因代码。目前，我们人类只是在使用有用基因代码这个“操作系统”，也许那些垃圾基因是更加高级的“操作系统”，只是它还没有在我们人体内被启用。
这个神秘的程序员显然不是我们人类自己，那么他会是谁呢？
天外基因进入我们体内了
宇宙可能远比我们想像的更加神秘，我们体内的DNA也许来自地球之外的地方。
这个想法虽然很疯狂，但却得到了许多科学家的支持。比如在1970年代，发现DNA双螺旋结构的DNA之父——美国科学家克里克就提出，地球上最早的生命可能来自一艘太空船，外星文明想在宇宙中传宗接代，结果到了地球，因此DNA应该来自外星文明。
克里克的说法有些太科幻了，不过科学家对陨石的研究发现，DNA确实可能在地球之外产生。人们在一些陨石中经常发现复杂的有机分子，比如糖类、氨基酸，有的陨石中甚至还含有构成DNA和RNA（核糖核酸）的碱基和磷酸盐。既然这些基础分子在天外都存在，那么在天外某处星球上组装出DNA，也并不是天方夜谭。DNA应该不是地球生命的专利，也许地球最早的一批生命的DNA，就是搭乘陨石来到地球上的。
这些来到地球上的DNA其实足够“先进”，它们先在最早的地球生命——细菌体内发挥作用，启动了地球生物的进化，然后，DNA中许多基因以垃圾基因的形式，处于长期的潜伏状态，时间长达几十亿年，直到脊椎动物乃至人类出现，一些基因突然之间“苏醒”过来，开始工作。那223个无头基因，就是长期潜伏后苏醒过来的，这就是为什么科学家在无脊椎动物中找不到它们的原因。
人类对自身DNA才刚刚有所了解，DNA中蕴藏的巨大秘密还没有被揭示。有的研究者就提出，如果把DNA中大量垃圾基因首尾的Alu序列去掉，让它们发挥威力，也许人们可以从中发现激发人体潜能的新基因，极大地提升人体能力。人们也可以尝试着给癌症基因添加上Alu序列，让我们体内的恶魔彻底失去破坏力，从而治疗所有的癌症，甚至治疗所有的疾病，让人的寿命大大增加。
只是，地球上的DNA到底是谁的杰作？这依然是个谜团。也许它是宇宙规律的自然产物，也许它是更高级智慧生命的精心之作。为什么蛰伏几十亿年，在人类出现后这些DNA又突然启动了呢？