人和猿人有什么区别

人和猿人有什么区别
人和猿人有什么区别

人和猿人有什么区别
以基因组研究为核心,在方法学上分析和综合的结合,微观与宏观的结合,以实现遗传、发育和进化的理论大综合及阐明脑高级功能活动,将是下一世纪生物学的最大任务. 1992年中国科学院科技政策局编写的《走向21世纪的生物学——未来生物学(1991—2020年)预测》曾指出：“未来生物学发展的大趋势是对生命现象的研究不断深入和扩大,向宏观和微观,最基本的和最复杂的两极发展”.“未来生物学面临一个理论上的大综合和大发展的时期”.此后几年来,生物学循着这一趋势,以惊人的速度向前迈进,未来世纪生物学的轮廓和特征也更加清晰可见了. 从目前到21世纪初,生物学在其本身发展和其他基础学科的影响下,正经历着重大的转变.一方面,分子生物学在微观层次对生物大分子的结构和功能,特别是基因研究上取得重大突破后,正深入到分子水平对细胞、发育、进化及脑功能的探索.基因、细胞、发育和进化及脑的研究正形成未来生物学研究的一条主线.另一方面,复杂系统理论和非线性科学的发展,正促使生物学思想和方法论发生从分析式思维到整体式思维的转变.或者,更确切地说,向分析与综合相结合的方式转变.这些巨大的变化的主要内部推动力是“人类基因组计划”. 20世纪生物学最宏伟的“人类基因组计划”从1989年起顺利实施,大大加速了生命科学各方面的发展. 下世纪初,人和其他典型生物基因组作图和测序将陆续完成.然而,更为艰巨的任务是阐明基因组的功能.这首先需要了解细胞的全部基因表达谱和蛋白质谱及其调节和控制.分子生物学研究的重点也将“从基因组转到蛋白质组”.在这种发展形势下,已有人在1995年提出生物学正进入一个“后基因组时代”,或者说功能基因组时代. 人和生物体是由细胞组成的多层次的复杂系统,其生长、发育和功能活动都是系统的行为,只能通过对系统活动的分析和综合才能真正了解.正如leroyHood(1996)指出的“未来生物学是对复杂系统的分析,决不能只注意一个基因的表达就想了解(整个)系统如何工作”.因此,除需要继续研究个另基因的结构和功能外,更重要的应了解整个基因组及其产物,如何协同活动,调控细胞和生物整体的生命活动.这就需要了解在一定分化时期或功能状态的细胞的全套基因表达谱和蛋白质谱.已有的方法显然不够用了,需要在方法上有很大的突破,创造出高效、快速能同时检测基因组成千上万基因活动的方法.为满足这一需要,DNA芯片、新质谱技术等正在不断出现和改进中. “人类基因组计划”的成就,大大加速了新基因及其功能发现的速度.这对生物医学和生物技术产业产生的影响和带来的巨大利益是显而易见的.然而,从基础生物学看来,更为广泛和深刻的影响是生物学思想和方法论的改变.未来生物学将从基因组而不是个别基因的结构和功能,从不同生物基因组的比较研究来重新探讨生物的遗传、发育和进化,生物和环境的关系以及脑的功能活动等基本生物学问题.从当前的发展形势看,下世纪初在结构基因组学和功能基因组学蓬勃发展的带动下,以下领域将会有很大发展. 遗传、发育和进化的综合研究 目前正在兴起的分子进化发育生物学显示了从各种典型生物基因组和发育方式比较研究的基础上回复古典生物学的比较、进化传统的趋向. 未来生物学将更加重视遗传、发育和进化的综合研究.对进化上处于不同位置的生物基因组DNA序列和发育方式的比较将有助于揭示控制发育的遗传程序(或“遗传语言”),并在此基础上进一步阐明形态进化的规律,从而最终在分子水平实现遗传、发育和进化的理论大综合. 已知人与黑猩猩之间98％—99％的结构基因和蛋白质是相同的.在遗传基础上,人和猿的区别在哪里呢?1999年开始的灵长类基因组计划将比较人和猿基因组DNA序列的细微差别,探索人之所以为人的遗传学本质. 云南澄江化石动物群的发现表明在寒武纪生命大爆发的短暂地质年代里,动物界现有主要门类已出现了.这对达尔文关于物种渐变进化的学说提出严重的挑战,并启示形态进化可能以跃变的方式进行.我国特有的自然条件(云南澄江和贵州瓮安动物化石群)为研究多细胞动物起源,各门动物构造图式的演化提供了有利的条件.建议尽早组织古生物学家、分子发生遗传学家等围绕这一重大生物学问题进行多学科综合研究. 基因组结构和遗传语言 人和动物的基因组结构是在长期进化过程中形成的,其功能则需要在个体发育过程中才能表现出来.因此,基因组结构与遗传语言的研究必须结合细胞功能活动、发育和进化的研究进行方能秦效.目前酵母、线虫等典型生物的全基因组序列已发表或即将发表.这为基因组结构与遗传语言的理论研究提供了起步的条件.新近海胆内胚层发育调控基因Endo16启动子之“遗传计算机”(genetiecomputer)功能的发现为基因组顺式调控逻辑系统的实验分析提供了一个范例.可以预计,遗传语言研究在下世纪初将发展成为非线性物理学探索生命复杂性的一个主题和多门学科汇集的焦点. 脑功能研究 人脑是最复杂的系统.学习、记忆和思维等脑的高级功能是系统的行为.这正是以往分子生物学在研究脑功能时在方法学上遇到的难以克服的困难.“后基因组时代”生物学思想和方法论的转变,强调基因组整体功能研究,并开始发展了对基因组功能活动进行快速、系统分析的手段,无疑将推动从不同水平对脑功能进行综合分析的进展.目前除利用高密度遗传图和物理图加速定位克隆脑功能或神经精神疾病相关基因,用基因剔除研究对行为的影响外,还可以用DNA芯片等新技术来全面监测与脑功能活动或疾病相关的基因组表达谱和蛋白质谱的变化.脑功能实时成像技术(MRI,PET等)的发展,重新恢复了对古典神经生理学条件反射机制的兴趣. 生物对环境的适应关系 研究生物与环境关系的生态学在20世纪有很大的发展.然而,生态学的宏观研究与对生命的微观研究却是脱节的.环境因素与生物适应的微观机制(包括信号识别、转导、反应和调控等)还很少了解.生物学中微观与宏观的冲突非常尖锐.著名物理学家李政指出,20世纪物理学中占主导地位的还原论思想还影响到生物学的发展,“要知道生命就应研究基因,知道基因就可能会知道生命”.“我觉得……仅是基因并不能解开生命之迹,生命是宏观的”.的确,生命对环境起反应的单位是个体,进化的单位是物种.他又提出：“20世纪的文明是微观的,我认为21世纪微观和宏观应结合成一体”.这些思想对生物学同样有很大启发性.微观与宏观的结合将是21世纪生物学发展的必由之路.未来的生物学将在宏观与微观的结合部上取得许多重大的突破. 总之,以基因组研究为核心,在方法学上分析和综合的结合,微观与宏观的结合,以实现遗传、发育和进化的理论大综合及阐明脑高级功能活动,将是下一世纪生物学的最大任务.