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我们可以用高强度的X射线穿透蛋白质,然后用奇妙的晶体学来解读其结构。
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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