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引言(第5页)

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我们发现这两种蛋白质的结构几乎是重叠的,它们的每个褶皱与缝隙、每个凹陷与突出,在三维空间下都不分轩轾。

没受过训练的人完全无法分别这两种蛋白质间的差异。

换言之,尽管组成这两种蛋白质的每块积木都随着时间变迁被替换掉了,但是它们拼出的整体结构(同时结构决定功能)却被进化保存下来。

这就像一座用石块砌成的大教堂,又用砖块重盖,完全保存了整座教堂的宏伟结构。

这促进了另一个真相的揭露,哪一块石块被换掉了?为什么?热泉细菌的酶,构造非常坚固。

其内部化学键像水泥一样将各石块砌在一起,因此尽管受热泉猛烈的高温能量冲击,仍可维持分子结构,就像一座可以抵挡无止境地震的大教堂。

在冰中的酶则相反,这里的石块连接更松散,使其在酷寒的环境中仍可活动,就像一座用滚珠而不是石块盖成的大教堂。

如果在6℃下比较两者的活性,南极细菌酶的催化速度比热泉细菌的高29倍,但是在100℃时,南极细菌的酶会完全瓦解。

浮现在眼前的影像是丰满三维的。

基因的分化也变得有意义了,它们是为了保存酶的结构与功能,为了让同一种酶在两种截然不同的环境下工作。

现在我们可以知道进化的过程中发生了什么,以及为什么,不再只是纸上谈兵,而是真实的洞见。

今日还有许多其他精巧的工具,可以同样真实地带我们洞察过往。

比如说,比较基因组学让我们可以比对数百种生物的全部基因,一次就能比对数千个基因,而不仅仅是比对数个基因。

这要归功于过去几年内各种基因序列陆续解码完成。

而蛋白质组学则让我们可以看到任何时刻,一个细胞里面正在工作的蛋白质,进而我们可以探索,历经万世进化之后,哪一小群基因被保存下来,用来调节这些工作的蛋白质。

计算生物学则帮助我们辨识出蛋白质中统一的形状、结构或模式,尽管编码它们的基因已然不同。

对岩石和化石的同位素分析可以重现过去大气与气候的变化。

成像技术则让我们看到人在思考时大脑内的神经活动,或者重建嵌在岩石里的微观化石的三维结构,而不需要冒险敲碎它们。

还有其他技术,就不一一列举了。

上述这些技术其实没有一项是新的,真正新的地方在于它们的精密度、速度和实用性。

就像人类基因组计划一样,计划的完成速度越来越快,数据累积到了让人目眩神迷的地步。

这些新信息都不是用传统语言如群体遗传学或古生物学所书写,而是用分子,而自然的实际变化就发生在分子等级。

新一代的进化学家正由这些新技术培养起来,他们可以实时记录进化的影响。

他们现在所描绘的景象尺度,从亚原子到行星,其细节与范围都令人叹为观止。

这就是为什么我说,有史以来第一次,我们有了一个答案。

虽然现今积累的大部分知识必定昨是今非,但这些知识都是最生动且有意义的。

能够生在当代是幸福的,因为我们知道如此之多,而且还可以期待知道更多。

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