どの国にも、部族の祖先に関する英雄的な伝説があります。これらの伝説はしばしば彼らの宗教的崇拝を形成します。生命の神秘を明らかにする鍵を握っているのは超自然的な神々ではなく、先祖であるため、人々は先祖を崇拝し、崇拝さえします。生命の誕生後、それらのほとんどは成体に成長する前に死亡し、成体に達して子孫を残すことができるのはごくわずかであり、何千世代にもわたって繁殖できるものはさらに少ない.数少ない先祖の本質であり、次世代の真の先祖です。先祖は少なくても子孫は多い。
すべての動植物、すべてのバクテリアと菌類、あらゆる種類の爬虫類、そしてこの本の読者を含む今日のすべての生物は、祖先を振り返り、誇りを持って次のように宣言することができます。 .彼らはすべて成体になるまで生き残り、それぞれが少なくとも1人の異性のパートナーを見つけ、交配に成功しました*。私たちの祖先は、少なくとも一人の子供を生む前に、ライバルやウイルス、崖から落ちて亡くなった人はいません。私たちの祖先の何千人もの同時代人の多くが、残念ながらこれらの理由で亡くなりました。しかし、私たちの祖先はそれぞれこの運命を免れました。上記のステートメントは自明ですが、それだけではありません。
理解不能で予想外なこともあれば、はっきりしていて驚くこともたくさんあります。
これらすべてが、本書で説明する内容です。
すべての生物は、失敗した同時代人からではなく、祖先から遺伝子を受け継いでいます。したがって、すべての生物は成功するための遺伝子を持っている傾向があります。彼らは祖先、生存力、繁殖力を持っています。これが、生物が自然に遺伝子を受け継いで、うまく設計された機械、つまり自分自身を先祖にしようとするかのように活発に働く体を作る傾向がある理由です。鳥は空を飛ぶのが得意で、魚は泳ぐのが得意で、サルは登るのが得意で、ウイルスは拡散するのが得意なのもこのためです。だからこそ、私たちは人生を愛し、セックスを愛し、子供たちを愛しています。これは、私たち全員が例外なく、成功した祖先の長い家系からすべての遺伝子を受け継いでいるためです。世界は生き物で溢れており、これらの生き物には祖先となるものがあります。つまり、これがダーウィンの進化論です。もちろん、ダーウィンの進化論はそれ以上のものであり、さらに、今ではさらに多くのことが言えるので、私たちが読んだ本はここで終わりではありません.
ここで、上記の文章に対する誤解が自然に生じ、非常に有害です。先祖が何かを成功させた結果、彼らが子供たちに伝えた遺伝子は、前の世代から受け継いだ遺伝子よりも改善されたものであると考えることができます.彼らの成功についての何かが彼らの遺伝子に残されているため、彼らの子孫は飛行、水泳、求愛が得意です.違う、大間違い！遺伝子は、非常にまれな時折のエラーを除いて、使用によって改善されることはなく、単にそのまま渡されます。良い遺伝子を作るのは成功ではなく、成功を生み出すのは良い遺伝子です。個人が一生のうちに行うことは、その遺伝子に影響を与えません。良い遺伝子を持って生まれた個体は、成長して成功した先祖を持つ可能性が最も高いため、良い遺伝子は悪い遺伝子よりも後の世代に受け継がれる可能性が高くなります.各世代は選別プログラム、ふるいです: 良い遺伝子はふるいを通過して次の世代に渡されます; 悪い遺伝子は、個人が若くして死ぬか、子孫を持たないために終了します.おそらく、悪い遺伝子は良い遺伝子と同じ体内にある幸運であり、1世代または2世代の選択を通過する可能性もあります.しかし、何千ものふるいを次々と通過するのは運だけではありません。何千世代にもわたるスクリーニングの後、生物がスクリーニングを受けることを可能にする遺伝子は、良い遺伝子である可能性が高い.
世代から世代へと生き残る遺伝子は、祖先を生み出すことに成功した遺伝子であると、私は言いました。これは事実ですが、誤解を避けるためにここで述べる必要がある注目すべき例外があります。一部の個体は本能的に不妊ですが、遺伝子を次の世代に伝えるために生まれてきたようです。働きアリ、働きバチ、シロアリの中の働きアリ、スズメバチの中の働きバチは無菌です。彼らは先祖になるのではなく、肥沃な親戚（通常は姉妹や兄弟）の先祖を作るために苦労します。ここで理解すべきことが 2 つあります。
第一に、どの動物でも、姉妹と兄弟が同じ遺伝子を共有する確率は非常に高い.第二に、シロアリが繁殖力のあるシロアリになるか不妊の働きアリになるかを決定するのは、遺伝子ではなく外部環境である.すべてのシロアリは、特定の環境条件下ではシロアリを無菌の働きアリにし、他の条件下では肥沃なシロアリにする遺伝子を持っています。繁殖するシロアリは、働きアリが繁殖するのを助ける遺伝子を伝えます。働きシロアリは、生殖シロアリに存在するコピーを持つ遺伝子から離れて苦労します。働きアリのこれらの遺伝子コピーは、何世代にもわたる選択を通じて生殖コピーを維持するために多大な努力を払っています。働きアリにはオスとメスの両方がいますが、アリ、ミツバチ、スズメバチではメスが働きます。それ以外は原理は同じです。広義には、これは鳥類、哺乳類、その他の動物のいくつかの種にも当てはまり、兄または妹が弟または妹をある程度育てる。要するに、遺伝子は、自分自身が祖先となる個人の助けだけでなく、祖先となる親戚を持つ個人の助けを借りてふるいを通過します。
本書のタイトルにある川とは、空間ではなく時間の流れを流れる DNA の川のことです。それは情報の川であり、肉と血の川ではありません。この川には、実際の身体自体ではなく、身体を構築するための抽象的な指示が流れています。情報はボディを通過してボディに影響を与えますが、情報はボディの影響を受けずにボディを通過します。川は一連の身体を通って流れ、これらの身体の経験や成果だけでなく、潜在的により強力な汚染源であるセックスの影響も受けません。
それぞれの細胞では、遺伝子の半分は母親から、残りの半分は父親から受け継がれ、2 つの半分の遺伝子が並んで生きています。母親からの遺伝子は父親からの遺伝子と最も密接に組み合わされており、それらの遺伝子の不可分で繊細なブレンドを作成します.しかし、両方の親からの遺伝子は融合せず、それぞれの役割を果たしているだけで、遺伝子自体はしっかりした整合性を持っています。
次の世代に移る時が来て、遺伝子が子供の中に入るか、そのような行動に参加しません.父親の遺伝子は母親の遺伝子と混ざらず、独立して組み換えます。あなたの体の遺伝子は、あなたの母親か父親のどちらかから来ています。この遺伝子はあなたの 4 人の祖父母のうちの 1 人に由来し、そのうちの 1 人だけです。さらに推測すると、この遺伝子は 8 人の曽祖父母の 1 人に由来し、そのうちの 1 人だけです。このルールによれば、それはさらに先の世代までさかのぼることができます。
遺伝子の川について話しましたが、同様に、それらは地質学的な時間を旅する仲間のバンドであると言えます.長い目で見れば、繁殖集団のすべての遺伝子はお互いのパートナーです。短期的には、これらの遺伝子は個体内に存在し、身体を共有する他の遺伝子と一時的に密接な仲間になります。種によって選択された特定のライフスタイルで生き残り、繁殖できる個体を構築するのに優れた遺伝子のみが、世代から世代へと受け継がれることができます.うまく生き残るためには、遺伝子は (同じ川で) 同じ種の他の遺伝子とうまく機能しなければなりません。長期的に生き残るためには、遺伝子は良きパートナーでなければなりません。遺伝子は、同じ川にある他の遺伝子のコンパニオンとして、または他の遺伝子のコンテキストでうまく機能する必要があります。他の種の遺伝子は他の川にあります。異なる種の遺伝子が同じ個体の中で共存することはありませんから、ある意味では仲良くしなくてもいいのです。
1つの種のすべてのメンバーが同じ遺伝子の川を流れ、同じ種のすべての遺伝子が互いに良い仲間になる準備をしなければならないのは、種であることの特徴です.既存の種が 2 つに分裂すると、新しい種が生まれます。遺伝子の川は常にやがて分岐します。遺伝的に言えば、種分化（新種の起源）は別れです。不完全な分離が短期間続いた後、支流と本流は永遠に分かれるか、一方または両方が枯渇して消滅する傾向があります。2 つの川は、それぞれの水路内では安全であり、性的な再編成によって、川の水は互いに混ざり合ったり再混合したりします。しかし、ある川の水が他の川を汚染するために、その川岸をあふれさせることは決してありません。種が 2 つの種に分かれた後、2 つの遺伝子セットはパートナーではなくなります。二度と同じ体で会うことはないので、仲良くしてほしいと頼むわけにはいきません。それらの間のコミュニケーションはもはやありません。ここでの性交という言葉は、2 組の遺伝子の一時的な保持者間の性交を指します。
種の分裂はなぜ起こるのですか？2組の遺伝子の別れにつながる要因は何ですか?では、川が 2 つの支流に分かれ、互いに離れすぎて決して合流しないのはなぜでしょうか?詳細は議論の余地がありますが、主な原因が偶発的な地理的分離によるものであることを疑う人は誰もいません.遺伝子の川は時間とともに流れますが、遺伝子の再ペアリングは実際の個人で行われ、これらの個人は空間内の特定の位置を占めます。北アメリカのハイイロリスがイギリスのハイイロリスと出会うと、交配して繁殖することが可能になります。しかし、彼らが会う可能性は低いです。北アメリカのハイイロリスの遺伝子の川は、英国のハイイロリスの遺伝子の川と、幅 4,800 キロメートルの海によって実質的に隔てられています。2 つの遺伝的チームは、チャンスがあればまだ良い仲間であると信じられていますが、現実には、彼らはもはや仲間ではありません。彼らはお互いを大切にしてきました。もちろん、これは取り返しのつかない別れではありません。しかし、何千年も離れたままにしておくと、2 つの川は遠く離れて漂流し、2 匹のハイイロリスが出会ったとしても、もはや遺伝子を交換できなくなるでしょう。ここでの「漂流」という言葉は、空間の分離を指すのではなく、互換性がなくなることを意味します。
以前、灰色リスとアカリスが分離した後に、このようなことが起こったに違いありません。この 2 種のリスは交配できなくなりました。ヨーロッパのいくつかの地域では、彼らは共存し、しばしば一緒にナッツを求めて競争しますが、繁殖力のある子孫を産むために交配することはできなくなりました.2 匹のリスの遺伝子の川はあまりに離れているため、それらの遺伝子は同じ体内で互いに協力することができなくなりました。何世代も前、ハイイロリスの祖先はアカリスの祖先と同じ個体でした。しかしその後、それらは地理的に、おそらく山によって、おそらく水によって、そして最終的には大西洋によって分離されました.つまり、ハイイロリスの遺伝子セットは、アカリスの遺伝子セットから分岐したのです。地理的に隔離されているため、生殖における適応性の欠如につながります。良い仲間は悪い仲間になります。または、交配テストを行うと、良い仲間ではないように見えます。悪い仲間はますます悪くなり、今まではまったく仲間ではありませんでした。それらの間の別れは別れであり、遺伝子の2つの川が分かれ、ますます離れていく運命にありました.はるか昔、人間の祖先とゾウの祖先の間でも同じことが起こりました。または、ダチョウの祖先（人間の祖先の1つでもある）とサソリの祖先の間で起こりました。
今日、DNA の川には 3,000 万近くの支流がある可能性があります。私がこれを言うのは、現在、地球上には非常に多くの種が存在すると推定されているからです.さらに、存在する種の総数は、かつて地球上に存在した種の総数のわずか 1% であるという別の推定もあります。このことから、地球上には 30 億本の DNA 川の支流があったと結論付けることができます。今日の 3,000 万の支流の間には不可逆的な分離がありました。
ほとんどの種は最終的に絶滅するため、それらのほとんどは最終的に跡形もなく姿を消します。これらの 3000 万の川の起源をたどると (簡潔にするために、川の支流の代わりに川という言葉を使用します)、それらすべてが 1 つずつ他の川に合流したことがわかります。約700万年前、ヒトの遺伝子の川がチンパンジーの遺伝子の川と合流し、ほぼ同時にゴリラの遺伝子の川がチンパンジーの遺伝子の川と合流した。何百万年も前にさかのぼると、私たちが加わった類人猿の遺伝子の川は、オランウータンの遺伝子の川と合流しました。それ以前には、私たちの祖先の遺伝子の川がテナガザルの川と並行して流れていました (そして、テナガザルの川が下流に流れ、テナガザルとシャマンのいくつかの異なる種に分かれました)。
時間をさかのぼると、かつて遺伝子の川に流れていた川のいくつかは、ヨーロッパのサル、アメリカのサル、マダガスカルのキツネザルなど、前進するにつれて多くの小川に分岐しました。はるか昔、私たち人間の遺伝子川は他の遺伝子川と合流し、齧歯類、ネコ、コウモリ、ゾウなどのいくつかの主要な哺乳類集団は、その後これらの遺伝子川から分離しました。さらに進むと、さまざまな爬虫類、鳥類、両生類、魚類、無脊椎動物が分岐する遺伝子の別の川が見られます。
遺伝子の川の比喩では、重要な側面に注意を払う必要があります。すべての哺乳類の源流について考えるとき (ハイイロリスに至るまでの細分化ではなく)、ミシシッピ川とその支流であるミズーリ川の壮大なイメージが頭に浮かびます。最終的な分析では、哺乳動物の分枝は、ボノボからゾウまで、モグラからトビザルまで、すべての哺乳動物を生み出すまで、絶えず分岐と分岐を繰り返していました。哺乳類の源流は、何千もの重要な支流をどのように満たすことができるのでしょうか?しかし、この関連付けは完全に間違っています。現代のすべての哺乳類の祖先が非哺乳類から分岐したことは、他の種の形成と比較して記念碑的な出来事ではないようです。その時たまたまナチュラリストがいたとしたら、そのプロセスは彼の注意を引くことさえなかっただろう.ジーン川の新しい分岐点は小川のようで、小さな夜行性の生き物が生息しています。これらの小さな生き物とその哺乳類以外の近縁種との違いは、アカリスとハイイロリスの違いと同じくらいわずかです。哺乳類の祖先が哺乳類であることがわかったのは、その後のことです。最初は、それらは単なる哺乳類のような爬虫類であり、恐竜の餌の小片であった鼻を持つ他の十数種の小動物と大きな違いはありませんでした。
脊椎動物、軟体動物、甲殻類、昆虫、環形動物、扁形動物、クラゲなどの動物のすべての大きなグループは、祖先からのドラマがほとんどない早い段階で分裂しました.軟体動物 (および他の動物) の祖先の川が、脊椎動物 (および他の動物) の祖先の遺伝子の川からちょうど分岐していたとき、生物の 2 つのグループ (おそらく蠕虫のようなもの) は非常に似ていたので、それらは分離されませんでした. .彼らは、地理的な障壁によって隔てられた偶然の出会いと交配に失敗しました.たとえば、干ばつが原因で、土地が元の統一された水域を分離した可能性があります。一方のグループが軟体動物を産み、もう一方のグループが脊椎動物を産む運命にあるとは誰も予想できませんでした。DNA の 2 つの川は、かろうじて分かれたばかりの小川にすぎず、2 つのグループの動物はまだ見分けがつきません。
動物学者はこれをよく知っていますが、軟体動物や脊椎動物などの動物の大規模なグループを真剣に見るときはいつでも、それらを忘れがちであり、主要なグループの分離が重要であると考えるように誘惑されます.動物学者は、ドイツ人がバウプラン (生物学的青写真) と呼んでいる、動物界のすべての大きな区分は、非常に特徴的な記号によって特徴付けられるというほとんど宗教的な信念を教えられてきたため、道に迷いました。)この言葉は設計図にすぎませんが、受け入れられた用語になっています。新しい OED にはまだ含まれていませんが (これには少しショックを受けました)、常にそれに相当するものを見つけなければなりませんでした。
技術的な意味では、Bauplan はボディの基本設計と訳されることがよくあります。基本という言葉の使用は危険であり、動物学者が重大な間違いを犯す原因となります。
たとえば、ある動物学者はかつて、カンブリア紀 (約 6 億年から 5 億年前) の進化過程はその後の進化過程とは完全に異なっていたに違いないと示唆しました。彼の推論は次のようなものでした: 新しい種が現在発生し、新しいクラス (軟体動物や甲殻類など) がカンブリア紀に発生しました。間違いは明らかです！軟体動物と甲殻類のように根本的に異なる生物でさえ、もともとは同じ種であり、地理的な違いだけで区別されていました。分離初期は、交配できれば交配して子孫を残すことができたが、交配には至らなかった。何百万年もの進化の後、それぞれが既存の特徴を獲得しました。これらの特徴に従って、現代の動物学者はそれらをそれぞれ軟体動物と甲殻類と呼んでいます。これらの特性は、生物学的設計図と呼ばれます。しかし、動物界の主要な生物学的設計図は、共通のソースから分岐した後、徐々に進化しました。
緩やかな変化がどのように発生するか、または突然の変化がどのように発生するかについての見解には、明らかにわずかな違いがあります。皆さんの意見はいろいろありますが、特に大きな違いはありません。進化が速すぎて、まったく新しい生物学的設計図を作成できないとは誰も考えていません (つまり、誰もいません)。私が話している著者による記事は、1958年に出版されました。今日、彼の主張を明確に受け入れる動物学者はほとんどいませんが、あたかも動物の主要なグループが偶発的な地理的孤立によって先祖のグループから分離したのではなく、独自に出現したかのように、暗黙のうちに受け入れることがあります。ゼウスの頭から出てくるアテナ。
分子生物学の研究によると、いずれにせよ、大型動物のグループ間の近さは、私たちが通常想像するよりもはるかに大きいことが示されています。遺伝暗号は辞書と考えることができます。この辞書では、1 つの言語の 64 の単語 (4 つの文字のうちの 3 つ、64 の可能なトリプレット) が 21 の単語 (20 のアミノ酸と句読点) にマッピングされます。64 の 2 倍: 21 の配置がまったく同じである可能性は非常に小さく、1000 兆分の 1 しかありません。しかし、実際には、これまでに見た動物、植物、バクテリアはすべて同じ遺伝子コードを持っています。地球上に生きているものはすべて、ある祖先の子孫であるに違いありません。誰もこれに異議を唱えません。昆虫や脊椎動物を例にとると、人々は研究で、それらの遺伝コード自体だけでなく、遺伝情報の順序さえも驚くほど似ていることを発見しました.かなり複雑な遺伝的メカニズムが昆虫の体節の分化を決定しており、驚くほど類似した遺伝的メカニズムが哺乳類で発見されています。分子的に言えば、植物でさえも、すべての動物は互いにかなり密接に関連しています。私たちの遠い親戚を見つけるには、バクテリアに行かなければなりません。それでも、バクテリアの遺伝子コードは私たちのものと同じです。解剖学的地図の同様の綿密な研究が不可能であるのに、なぜ遺伝子コードについてはそのような正確な計算を行うことができるのでしょうか?その理由は、遺伝子コードが厳密にデジタル化されており、桁数を正確に計算できるからです。遺伝子の川は数字の川であり、この工学用語について以下で詳しく説明する必要があります。
エンジニアは、デジタル信号とアナログ信号を大きく区別しています。蓄音機、留守番電話、そして最近までほとんどの電話はアナログ信号を使用していました。
CD プレーヤー、コンピューター、および最新の電話システムのほとんどは、デジタルを使用しています。アナログ電話システムでは、音によって引き起こされる空気圧の連続的な変動が、対応する電話線の電圧変動に変換されます。ターンテーブルも同様の原理で動作します。レコードが回転すると、波状の溝がスタイラスを振動させ、それが対応する電圧変動に変換されます。電話回線の反対側では、受信機の電話イヤホンの金属フィルムが変化する電流の作用で振動するため、受信機は音を聞くことができます。同様に、変化する電流がレコードプレーヤーのスピーカーを通過し、レコードに録音された音楽が再生されます。この暗号は単純明快です。電線の電流の変動は、空気圧の変動に比例します。
特定の制限内で、考えられるすべての電圧がワイヤを介して伝送される可能性があり、電圧間の差は重要です。
デジタル電話では、ワイヤーにかかる可能性のある電圧は 2 つしかないか、または 8 または 256 などの多数の可能性のある個別の電圧値があります。情報は電圧自体には含まれていませんが、離散レベルのグラフに含まれています。これをパルス符号変調と呼びます。常に、実際の電圧が 8 の整数倍 (公称値と呼ばれる) に正確に等しいことはめったにありませんが、受信デバイスはゼロを消去して、最も近い指定された電圧にします。 、 ワイヤーのもう一方の端では、信号はまだほぼ完全です。あなたがしなければならないことは、受信デバイスがランダムな変動を間違ったレベルとして解釈しないように、これらの離散レベルを十分に異なるものにすることです.これは、デジタル コーディングの主要な機能です。そのため、視聴覚システムやその他の情報技術がますますデジタル化されています。もちろん、コンピュータが行うすべてのことにデジタルを採用してからずっと経ちます。便宜上、8 または 256 レベルではなく 2 レベルしか持たないバイナリ コードを使用します。
デジタル電話でも、マイクに入ってイヤホンから出る音はアナログの気圧変動です。すべての情報は、スイッチ間でデジタル化されています。マイクロ秒ごとのアナログ値を一連の離散パルスに変換するコードを作成し、数値をデジタルで表現します。電話で恋人に物乞いをしているとき、トーンのあらゆるニュアンス、あらゆるチョーク、感情のため息、切望の音色が、単なるデジタル形式によって回線を介して運ばれます。あなたはデジタル的に感動して涙を流しますが、それらの感動的な音が十分に速くエンコードおよびデコードされるという前提条件があります.現代の電話交換機は非常に高速に動作するため、チェスの達人が同時に 20 人のプレーヤーと対戦できるのと同じように回線時間を分割できます。この方法を使用すると、1 本の電話回線で同時に何千もの会話を行うことができます。これらの会話は同時に行われているように見えますが、互いに干渉することなく電子的に分離され、独立しています。データ トランクはデジタル リバーです。今日、多くのデータ ラインは有線ではなく、山頂から山頂へ直接送信したり、衛星によって中継したりできる電波のビームです。それは、巧妙な時間配分技術によって可能になった、表面的には同じコースを共有する数千の数の川です; 同じ木に住んでいるが、遺伝子が決して混合されていない赤と灰色のリスのように.
話をエンジニアの世界に戻しましょう。アナログ信号が何度もコピーされない限り、その欠陥は大した問題ではありません。テープにはヒスノイズが含まれる場合がありますが、それは非常に小さいため、非常に大きな音を出さない限り、おそらく気付かないでしょう。ただし、音楽を増幅すると、ヒスも増幅され、新しいノイズが発生します。しかし、テープをダビングし、ダビングしてダビングし、何度も何度もダビングすると、100回複製した後、テープに残るのは恐ろしいシューという音だけです。オールアナログ電話の時代、この現象が問題になりました。電話信号は、電話回線の長い部分を通過すると減衰するため、100 km ごとに 1 回など、ブースト、つまり増幅する必要があります。アナログ信号の時代には、増幅のレベルごとにバックグラウンドのヒスが追加されるため、これは頭痛の種でした。デジタル信号も増幅する必要がありますが、すでにわかっている理由により、この増幅プロセスではエラーが発生しません。何回増幅しても、特定のデバイスを使用して信号を改善し、完全に次の段階に進むことができます。デジタル信号が何千キロも移動しても、ヒスが大きくなることはありません。
私が子供の頃、母は、神経細胞は人体の電話線だと教えてくれました。しかし、それらはアナログですか、それともデジタルですか?答えは、2 つの興味深いハイブリッドです。神経細胞はワイヤーのようなものではありません。それは、ダイナマイト パックの導火線のように、化学変化の波が通過する長く細い管であり、地面でジュージューと音を立てて燃えていました。ただし、リードとは異なり、神経細胞はすぐに回復します。短い休息の後、神経は再び歯擦音を立てます。波が神経に沿って移動すると、波の振幅 (リードの温度など) が変化しますが、これは影響しません。コードは大きさの変動を気にしません。ケミカル パルスありとケミカル パルスなしでは、デジタル電話の 2 つのレベルに分かれているようなものです。この意味で、神経系はデジタルですが、神経インパルスはビットとしてエンコードされません。離散的なコード値を形成することはできません。代わりに、情報の強度 (音の大きさ、光の明るさ、感情の爆発など) は、パルスの周波数によって表されます。エンジニアは、このアプローチをパルス周波数変調と呼んでいます。パルス符号変調技術が出現する前は、パルス周波数変調技術が広く使用されていました。
パルス周波数はアナログ量ですが、パルス自体はデジタルです。パルスは存在するか存在しないかのいずれかであり、他の値はありません。他のデジタル システムと同様に、神経系はこの機能から大きな恩恵を受けます。神経系にもアンプに相当するものがありますが、100キロに1つではなく、1ミリに1つ、脊髄と指先の間に800個あります。神経インパルスの絶対的な大きさが作用している場合、キリンの首の長さは言うまでもなく、人間の腕の長さは送信される情報を歪めるのに十分です.増幅するたびに、テープを 800 回複製するなど、よりランダムなエラーが発生します。または、コピー機でコピーするように、コピーを再度コピーし、800 部コピーすると、最終結果は灰色のにじみになります。デジタルコードは神経細胞の問題に対する唯一の解決策を提供し、遺伝子の場合と同様に、自然淘汰はそれを完全に受け入れました.
フランシス。クリック（フランシス・クリック）とジェームズ。遺伝子の分子構造の謎を解き明かした人物、ワトソン（ジェームズ・ワトソン）。アリストテレスやプラトンのように世代を超えて尊敬されるべきだと思います。彼らはノーベル生物学賞と医学賞を受賞しました。ただし、この報酬は、彼らの貢献に比べれば取るに足らないものです。進行中の革命について話すのはほとんど矛盾した表現ですが、医学だけでなく、生命に対する私たちの理解全体が何度も何度も革命を起こしています.これらの革命は、1953 年にこの 2 人の若者によって始められた考え方の変化の結果でした。遺伝子自体と遺伝性疾患は、氷山の一角にすぎません。ワトソンとクリックの後の分子生物学における真の革命的変化は、それがデジタルになったことです。
ワトソンとクリックの後、遺伝子自体が内部の微細構造に関して純粋なデジタル情報の長い文字列であることがわかっています。特に、遺伝子構造は真にデジタルであり、コンピューターや CD プレーヤーのように完全にデジタルであり、神経系のように部分的にデジタルではありません。遺伝子コードは、コンピューター コードとは異なり、2 進数ではなく、一部の電話システムのように 8 進数ではなく、4 つの記号を持つ 4 進数コードです。遺伝子コードは、コンピューターの機械コードとまったく同じです。
異なる専門用語を除いて、Journal of Molecular Biology のすべてのページは、Journal of Computer Technology のコンテンツに置き換えることができます。生活の中心にあるデジタル革命は多くの結果をもたらしましたが、その中で最も重要なのは、生きている物質は無生物とは大きく異なるというバイタリストの考えに最後の打撃を与えることです.1953 年までは、生きている原形質には、基本的で不可分の不可解な物質があると考えられていました。それ以来、誰もそのように考えていません。もともと機械的な生命観に傾倒していた哲学者たちでさえ、自分たちの途方もない夢がかなうとは思いもしませんでした。
次の SF 小説の筋書きはまだ筋が通っていますが、技術は現在のものとは異なり、現在の技術よりもわずかに進んでいます。ジム。クリクソン教授 (ジム・クリクソン) は外国の悪の勢力に誘拐され、クリクソンは生物兵器研究所で働かされました。世界の文明を救うために、彼がすべき最も重要なことは、いくつかの極秘情報を外の世界に渡すことです.しかし、通常の通信経路はすべて遮断されました。1 つの例外を除いて、DNA コードには 64 のトリプレット コドンがあり、26 個の大文字と 26 個の小文字、さらに 10 個の数字、空白文字の数字、ピリオドで構成される完全な英語のアルファベットを形成するのに十分です。クリクソン教授は実験室のサンプルラックから悪質なインフルエンザウイルスを取り出し、外の世界に伝えたい完全な情報を完璧な英語の文章でウイルスの遺伝子地図にデザインしました。彼は設計された遺伝子地図上で何度も何度も情報を繰り返し、非常に認識しやすいマーカー配列を追加しました。彼はウイルスに感染し、人でいっぱいの部屋に入り、絶え間なくくしゃみをしました。インフルエンザの波が世界中を席巻しています。世界各地的醫學實驗室都開始分析這種病毒基因圖譜的排序，以期設計出一種疫苗來對付它。人們很快就發現，病毒的基因圖譜中有一個奇怪的重複的模式。引導數字引起了人們的警覺：這些數位是不可能自發產生的。
於是有人無意中想到採用密碼分析技術來解決問題。這樣，沒費多少工夫，克裡克森教授所傳遞的英文情報就被人們讀懂了，消息傳遍了全世界。
我們的基因系統（也是我們這顆行星上所有生命的通用基因系統）是徹底數位化的。你可以一字不差地把《新約全書》編入人類基因圖譜中由閒置ＤＮＡ佔據的部分，這些ＤＮＡ還沒有被利用，至少是沒有被人體以通常的方式利用。你體內的每一個細胞都含有相當於四十六盤巨大的資料磁帶的資訊，通過無數個同時工作的讀出磁頭將數位記號取出。在每一個細胞中，這些磁帶染色體所包含的信息是一樣的，但不同類型細胞中的讀出磁頭根據它們自己的特殊目的，挑出資料庫中不同部分的資訊。這就是為什麼肌肉細胞會不同於肝細胞。這裡沒有受到心靈驅使的生命力，沒有心跳、呻吟、成長，也沒有最初的原生質，神秘的膠體。生命僅僅是無數比特數位資訊。
基因是純粹的資訊，是可以被編碼、再編碼和解碼的資訊，在這些過程中，其內容不會退化，也不會改變。純粹的資訊是可以複製的，而且由於它是數位資訊，所以複製的保真度可以是極高的。
ＤＮＡ符號的複製，其精確度可與現代工程師們所做的任何事情相媲美。它們一代代被複製，僅有的極偶然的差錯只足以引起變異。
在這些變種中，那些在這個世界上數量增多的編碼組合，當它們在個體內解碼和執行時，顯然能自動地使個體採取積極步驟去保持和傳播同樣的ＤＮＡ資訊。我們一切有生命的物質都是存活下來的機器，這些機器按照程式的指令，傳播了設計這個程式的資料庫。現在看來，達爾文主義就是在純粹數碼水準上的眾多幸存者中倖存下來的。
現在看來，不可能有其他的情況。我們可以想像一下類比式的基因系統。我們已經知道，類比資訊經過連續若干代的複製之後會產生什麼樣的後果：變成了一片雜訊。在設有許多放大器的電話系統中，在多次轉錄磁帶的過程中，在複印再複印的過程中總之，在累積退化過程中，類比信號極易受到損害。因此，複製只能進行有限的幾代。然而，基因則不然，它可以自我複製千萬代而幾乎沒有任何退化。達爾文的進化論之所以成立，僅僅是因為複製過程是完美無缺的除去一些分立的變異，自然選擇法則決定了這些變異或者被淘汰，或者被保留下來。只有數字式的基因系統能夠使達爾文的進化論在地質時代中永放光華。一九五三年是雙螺旋年，它將被看作是神秘論生命觀和愚昧主義生命觀的末日，而達爾文主義者則把一九五三年視為他們的學科最終走向數位化之年。
純粹的數位資訊之河，莊嚴地流過地質年代，並分解成三十億條支流。它是一個強有力的形象。但是，它在什麼地方留下了熟悉的生命特徵？它在什麼地方留下了軀體、手腳、眼睛、大腦和鬍鬚，樹葉、樹幹和樹根？它又在什麼地方留下了我們和我們的各個部分？我們動物、植物、原生動物、菌類和細菌難道僅僅是供數碼式資料從中流過的小河河道嗎？從某種意義上來說，是這樣。
但是，正如我在前面所說，還不止這些。基因並不僅僅是複製它們自己，一代一代往下傳。它們實際上把時間消磨在軀體內，它們存在於軀體內，它們影響一代接一代的軀體。軀體，從外觀到行為都受到它們的影響。軀體也是重要的。
就拿北極熊來說。北極熊的軀體不僅僅是數位小溪的河道，它還是一部像熊那麼大而複雜的機器。整個北極熊種群的所有基因是一個集體它們是好的夥伴，肩並肩地走過時間旅途。但是，它們並不把時間都消耗在陪伴這個集體中所有其他成員上：他們在集體的一群成員內更換夥伴。集體這個詞的定義是，它是一套基因，這些基因有可能與這集體中的任何其他基因（但不是世界上其他三千萬個集體之一的成員）相遇。實際的相遇總是發生在某一北極熊軀體的某一個細胞之中。因而，那個軀體並不是消極地接受ＤＮＡ的一個容器。
每個細胞裡都有完整的一套基因，想像一下細胞的巨大數目便足以使你震驚：一隻大公熊體內有九億億個細胞。如果將一隻北極熊的所有細胞排成一隊，足以從地球到月球排一個來回。這些細胞分成幾百種截然不同的類型，所有的哺乳動物基本上都有幾類細胞：肌肉細胞、神經細胞、骨細胞、表皮細胞等等。同一類型的細胞聚集在一起形成組織：肌肉組織、骨組織等等。所有不同類型的細胞都具有構成這種類型所需的基因指令。只有與相關組織相適應的基因才能被啟動。這就是為什麼不同組織的細胞形狀和大小均不相同。更有趣的是，特定類型細胞中被啟動的基因導致這些細胞長成特定形狀的組織。骨骼並不是沒有形狀的、硬實而堅固的大塊組織。骨骼有它們特定的形狀：有中空棒狀的，有球狀和凹窩狀的，還有脊椎骨和骨距等等。細胞由它內部啟動了的基因編好了程式，就好像它們很清楚自己的相鄰細胞是哪些，自己的位置在哪裡。它們就這樣形成了自己的組織，長成了耳垂，或者心臟瓣膜、眼球、括約肌等不同的形狀。
像北極熊這樣的複雜有機體，它有很多層次。北極熊的軀體就是許多具有精確形狀的器官（如肝臟、腎臟、骨骼等）的複雜集合體。每一個器官又是由特定組織構成的複雜的大廈，建造這些組織的磚塊就是細胞，它們通常是一層層或一片片的，也常常是塊狀的實體。從更小的尺度上講，每一個細胞都有高度複雜的內部結構，即折疊膜結構。這些折疊起來的膜，以及膜之間的液體，是發生多種不同類型的、錯綜複雜的化學反應的場所。在一家化學工業公司或者碳化物公司裡，可能有數百種性質截然不同的化學反應正在進行。這些化學反應被燒瓶壁、管道壁等分隔開來。在一個活的細胞裡，可能有差不多數量的化學反應同時發生。從某種程度上來說，細胞內部的膜就如同實驗室裡的玻璃器皿。當然，從兩個方面來看，這種比喻不太恰當。其一，儘管有許多化學反應是發生在膜之間，但也有不少化學反應發生在膜上。其二，還有更重要的手段將不同的反應分隔開來。每一種反應都是由它自己特殊的霉來催化的。
霉是一種非常大的分子，它的三維立體結構提供了能促進反應的表面，從而加速特定類型的化學反應。由於對生物分子來說最重要的是它們的三維立體結構，所以我們可以把霉分子看作一台大型機床，它通過仔細篩選，形成一條製造特定形狀分子的生產線。因此，在任何一個細胞裡面，都同時獨立地發生著數以百計的不同化學反應，這些化學反應都是在不同的霉分子表面發生的。在一個特定的細胞中，發生哪些特定的化學反應，取決於存在哪些特定類型的霉分子。每一個霉分子，包括其十分重要的形狀，都是在特定基因的決定性影響下裝配出來的。確切地說，基因中數百個密碼符號的精確順序，根據一套完全已知的法則（遺傳密碼），決定了氨基酸在霉分子中的序列。每一個霉分子都是一條氨基酸長鏈，而每一條氨基酸長鏈都自動盤繞成一個獨一無二的、特定的三維立體結構，就像一個繩結。在繩結中，長鏈的某些部分與另一些部分形成交聯鍵。繩結確切的三維結構是由氨基酸的一維順序決定的，因此也就是由基因中密碼符號的一維順序決定的。這樣，細胞裡發生什麼化學反應，就取決於究竟是哪些基因被啟動了。
然而，在一個特定的細胞中，是什麼決定了應該啟動哪些基因呢？回答是：那些存在於細胞內的化學物質。這裡包含著一個雞和蛋的悖論，然而並非不可超越。實際上，對這一悖論作出解答，雖然在細節上很複雜，但是在原理上卻很簡單。計算機工程師把這種解答叫做引導程式。我第一次開始使用電腦是在六十年代，所有程式都必須通過穿孔紙帶來輸入（那時美國的電腦通常使用穿孔卡片，但原理是一樣的）。在你裝入大型程式紙帶之前，你必須先裝入一個小的程式，稱為引導裝入程式。這引導裝入程式只做一件事：告訴電腦怎樣裝入紙帶。但是，這裡就有了雞和蛋的悖論：這引導裝入程式自己又是怎樣裝入的呢？在現代電腦中，相當於引導裝入程式的功能已經由電腦裡的硬體來完成了。但是在早期，你必須按照規定的順序操作鍵盤才能開始工作。這一系列按鍵告訴計算機怎樣開始閱讀引導裝人程式的第一部分。然後，引導裝人程式紙帶的第一部分又告訴電腦，如何閱讀引導裝人程式的下一部分等等。待引導裝人程式全部輸入計算機後，電腦就知道如何閱讀任何紙帶了，這時它才變成一台有用的電腦。
胚胎是這樣開始形成的：一個單細胞（也就是受精卵）分裂成兩個；這兩個又分別分裂，這就變成了四個細胞；每個細胞再分裂，變成了八個細胞等等。用不了多少代，細胞數就增加到了萬億個，這就是指數分裂的力量。但是，如果僅此而已的話，那麼這數以萬億計的細胞就全是一模一樣的了。如若不是這樣，它們又是怎樣分化（請允許我使用技術術語）成為肝細胞、腎細胞、肌肉細胞等等，並且各有不同的基因被啟動，各有不同的霉在活動呢？通過引導。它是這樣工作的：儘管卵子看上去像是個球體，實際上它內部的化學物質存在極性。它有頂部和底部，很多情況下還有前後之別（因此也有左邊和右邊）。這些極性的表現形式是化學物質的梯度。
某些化學物質的濃度從前向後逐漸升高；另一些化學物質的濃度自上而下逐漸升高。這些早期的梯度雖很簡單，卻足以構成引導運作的第一步。
例如，當一個卵子分裂成為三十二個細胞的時候，也就是第五次分裂之後，這三十二個細胞中的某些細胞會得到多於平均數的頂部化學物質，另一些細胞得到了多於平均數的底部化學物質。細胞首尾之間化學物質也可能出現不平衡。這些差異足以在不同細胞內啟動不同的基因組合。因此，在早期胚胎各不同部分的細胞中，會出現霉的不同組合。這就使得在不同的細胞中有更多的不同基因組合被啟動。因此，細胞不再與胚胎內它們的克隆祖先保持一致，細胞出現了世系趨異。
細胞的世系趨異完全不同於前面談到的物種趨異。這些細胞趨異是依程式進行的，並且可以預見其細節。而物種趨異是由於地理上的突然變化所帶來的偶然性結果，並且是不可預見的。此外，當物種趨異時，基因本身發生趨異，這種情況我曾充滿想像力地稱之為永別。當胚胎中發生細胞世系趨異時，分裂雙方都接受相同的基因全都相同。但是不同的細胞接受化學物質的不同組合，而不同的化學物質組合會啟動與之相配合的不同基因，而且有些基因的使命就是啟動或阻斷其他基因。自我引導就這樣進行下去，直到我們有了不同類型細胞的全部指令系統。
正在發育的胚胎不僅僅是分化為數百個不同類型的細胞。它的外部和內部形態還同時經歷了精緻的動態變化。或許最具戲劇性的是最早期的一個變化原腸胚形成的過程。著名胚胎學家路易士．沃爾波特（Lewis Wolpert）甚至這樣說：雖然不是出生、結婚或死亡，但它真正是你一生中最重要的時刻，這就是原腸胚的形成。在原腸胚形成時到底發生了什麼呢？一個由細胞組成的空球經彎曲變形之後變成了一隻帶襯裡的杯子。一般來說，整個動物界的所有胚胎都要經歷相同的原腸胚形成過程，這是胚胎學多樣性的共同基礎。在此，我只是把原腸胚的形成作為一個例子，一個特別引人注目的例子提出。在胚胎發育中經常見到，整層細胞不停地做著類似折紙的動作，原腸胚形成只是這類動作中的一個。
在折紙能手的表演結束後，經過一層層細胞無數次的折疊、伸展、鼓起和拉平後，在胚胎的一些部分生機勃勃而和諧有序地生長，另一些部分被消耗後；在分化為化學性質和物理性質上各異的數百種細胞後，當細胞的數量達到以萬億計的時候，這最終的產物便是一個嬰兒。不，嬰兒誕生並不是終點，因為個體的整個生長還有，軀體的某些部分比另一些部分生長得快包括經由成年直到老年的過程，應該視為同一個胚胎學過程的延伸，這才是完整的胚胎學。
個體之間的不同之處，就在於它們在整個胚胎學過程中在數量細節上存在差異。一層細胞在折疊起來之前長得有點過頭，這結果是什麼呢？可能是鷹鉤鼻子，而不是朝天鼻子；還可能是扁平足，這也許能使你免於戰死疆場，因為扁平足者不准參軍；也可能肩腫骨的形狀特殊，它使你長於投擲標槍（或者擲手榴彈，或者打板球，這取決於你所處的環境）。有時，細胞層折紙動作的個別變化會帶來悲劇性後果，比如天生胳膊殘疾或無手的嬰兒。由純粹化學因素而非細胞層折紙動作引起的個體差異，其後果也同樣嚴重：不能吸收牛奶、同性戀傾向、對花生過敏，或者吃芒果時感覺像吃松節油一般噁心。
胚胎發育是一種非常複雜的物理化學過程。在它的發展進程中，任何一點細節上的改變，都會給全過程帶來不可估量的影響。
你只要回憶一下這個過程在多麼大的程度上借助於引導，對這一點就不會感到太驚奇了。許多個體發育過程中的差異是由環境不同引起的例如缺氧，或者受到引起胎兒畸形的藥劑的影響。
許多其他個體差異是由基因的不同引起的不僅僅是那孤立的基因，還有那些與其他基因相互作用的基因，還有與環境差異發生相互作用的基因。胚胎發育是個複雜的、千變萬化的過程，又是個錯綜複雜、互相影響的自我引導過程。胚胎發育過程既強有力又很敏感。說它強有力，是因為它排除了許多潛在的變異，對抗著有時看來勢不可擋的種種可能，產生出一個活生生的子代。與此同時它對變化非常敏感，以致不存在兩個所有特徵都完全一樣的個體，甚至沒有一模一樣的雙胞胎。
現在，這一討論已漸漸引到這個論點上。在由於基因所引起的個體問差異（差異的程度可大可小）面前，自然選擇可能傾向於胚胎折紙動作或胚胎化學的後代，而淘汰其他個體。就你的投擲手臂受到基因的影響來說，自然選擇有可能接受它，也可能淘汰它。如果善投擲對個體存活時間是不是夠長，是否能有自己的孩子產生了一定影響（不管這影響是多麼輕微），而投擲能力又受基因的影響，這些基因便有較大的可能性傳到下一代。任何一個個體都可能因為與他的投擲能力沒有關係的原因而死去，但是，導致個體善投擲的基因（有這個基因的人比沒有這個基因的人更善於投擲）將寄居於很多人體內，延續許多世代。從這個特定基因的角度來看，其他的死因將是均等的。以基因的觀點來看，存在的只是流經世世代代的ＤＮＡ之河，只是在某一個軀體內臨時寄居，只是與夥伴基因臨時共用同一個軀體，而這些夥伴基因可能是成功的，也可能是失敗的。
經過很長一段時期之後，基因之河裡充滿了歷經萬難仍存活的基因。成功的原因是多種多樣的：有的基因使人投擲長矛的能力略有提高，有的基因使人辨別毒物的能力略有提高，以及其他等等。作為一種平衡，有些基因對生存不利：可能會使具有它的人眼睛散光因而標槍投不准，或者使具有它的人缺乏吸引力因而找不到配偶。它們最終會從基因之河中消失。在所有這一切中，要牢記我們在前文指出的論點：在基因之河中能夠長期存活下去的基因，將是那些有利於這一物種在一般環境中存活下去的基因；所謂一般環境，或許最主要是指這個物種的其他基因，即指這個基因不得不與之在同一個軀體中共存的那些基因，與之在同一條基因之河中共同遊過地質時代的那些基因。
原注：嚴格他講，例外的情況是存在的。有些動物，比如蚜蟲，是無性繁殖。現在，採用人工授精之類的技術，人類不經交媾就可以有孩子，甚至，鑒於體外繁殖的卵子可以從女性胎兒體內取得，人類不等發育成熟即可生育。但就論題而言，我的觀點的說服力並未減弱。