<p class="ql-block">我们今天以康熙、雍正、乾隆三代人为例子,讲讲基因信息传递和物质留存。物质留存需要讲一下细胞到原子级的物质属性,看看物质的变化。</p> <p class="ql-block">先从遗传信息说起,这个我们已经了解得差不多,康熙的身体提供的23条染色体与乌雅氏(雍正的生母)提供的23条染色体结合,构成了受精卵(雍正)的23对染色体。然后是雍正出生、发育、成长,细胞在不断进行有丝分裂,直到雍正的精原细胞被“唤醒”,减数分裂产生精子,再与钮祜禄氏(乾隆的生母)孕育乾隆,相似的遗传过程再次上演,乾隆诞生,历经两代基因传递。这时,乾隆基因组中,50%来自父亲雍正(其中25%源自康熙,25%源自乌雅氏),50%来自母亲钮祜禄氏。</p> <p class="ql-block">高中生物课告诉我们,显性基因是指在杂合状态下能够表现出其控制的性状的基因,通常用大写字母表示,如A;隐性基因是指在杂合状态下其控制的性状被显性基因掩盖,不能表现出来的基因,用小写字母表示,如a;只有当两个隐性基因同时存在时(如aa),才会表现出相应的隐性性状。假设“单眼皮”由隐性基因a控制,康熙是单眼皮,其基因就是aa。如果乌雅氏是双眼皮,基因可能是AA或者Aa——如果是AA,则雍正的基因型为Aa,双眼皮概率为100%;如果是Aa,则雍正的基因型为Aa或aa的概率各为50%。假设雍正实际为Aa,他和钮祜禄氏结合产下乾隆。如果钮祜禄氏是AA,则乾隆双眼皮概率是100%;如果钮祜禄氏是Aa,则乾隆双眼皮概率是75%,单眼皮概率25%;如果钮祜禄氏是aa,则乾隆双眼皮概率50%,单眼皮概率也是50%。这个大家容易理解,就是遗传信息的复制和组合。</p> <p class="ql-block">至于物质层面,从原子讲起,包括氢、氧、碳、氮,硫、钙、磷、钾、钠、铁、镁、锌、铜、锰、硒等。由于身体一直处于新陈代谢过程——摄入和排出,所以这些原子每几天、几周、几月就会更新一遍,骨骼中的钙和磷更新周期较长,从数月到数年不等。乾隆体内构成DNA的磷原子能留存20年以上,假设我们追踪康熙体内某个核苷酸中的一个磷原子,该原子在康熙体内留存20年,随后进入雍正体内再留存20年,最终进入乾隆体内时,其未被替换的概率约为39.6%(被替换的概率为60.4%)(人体磷年更新率约4.6%)。</p> <p class="ql-block">这些原子组成了身体内各类大小分子(蛋白质、DNA、核苷酸、激素、维生素、水、糖……),它们不停地在更换,相当于分子不停地在更换零件,今天换这个明天换那个,迟早都全换了,但分子还是那个分子,零部件已不是原来的零部件,我们确实也无法判断这个水分子H₂O与另一个H₂O有什么区别。我们假设康熙体内第三号DNA中第116号(假设)核苷酸分子跟着其所在的DNA链被随机分配到某个精子中(概率50%),若成功进入雍正胚胎,这条DNA链将随细胞分裂不断通过半保留复制(原始链与新链分别进入不同子代DNA),假设从受精卵到成年经历约60次分裂,原始链的占比仅为1/2的60次方,相当于在太平洋里寻找一粒特定的水滴。当雍正的精子形成时,这条DNA链再次通过减数分裂的随机分配进入乾隆胚胎(概率再降50%)。乾隆胚胎发育时,原始链继续被稀释,假设再经历60次分裂,最终留存率低至1/2的120次方,比全宇宙原子总数的倒数还要渺小。</p> <p class="ql-block">于细胞,也差不多。胃黏膜细胞平均每3天更换一次,皮肤细胞约28天更新,红细胞120天后被替换,肝细胞更新周期为1~2年,绝大多数大脑神经元细胞在成年后不再分裂。笼统来说,人体细胞整体约每三年更新一次。</p> <p class="ql-block">所以,从理论上来说,正常情况下康熙的精子的23条染色体中的遗传信息通过半保留复制完整传递,但原始核苷酸分子本身因细胞分裂被逐步稀释,并非物理上的完全保留。最终,康熙的磷原子是否留存在乾隆体内已不重要。真正代代相传的,是那串由 ATCG (碱基)写就的密码。生命的延续如同一艘永航的忒修斯之船——尽管构成它的木板(原子、分子、细胞)被逐一替换,但船的设计图(遗传信息)始终未变。从康熙到乾隆,从远古到未来,真正不朽的,不是物质,而是穿越时空的信息。</p>