遺傳變異

生物的親代能產生與自己相似的後代的現象叫做遺傳。遺傳物質的基礎是脱氧核糖核酸（DNA），親代將自己的遺傳物質DNA傳遞給子代，而且遺傳的性狀和物種保持相對的穩定性。生命之所以能夠一代一代地延續的原因，主要是由於遺傳物質在生物進程之中得以代代相承，從而使後代具有與前代相近的性狀。

只是，親代與子代之間、子代的個體之間，是絕對不會完全相同的，也就是説，總是或多或少地存在着差異，這種現象叫變異。

遺傳是指親子間的相似性，變異是指親子間和子代個體間的差異。生物的遺傳和變異是通過生殖和發育而實現的。

遺傳和變異是對立的統一體，遺傳使物種得以延續，變異則使物種不斷進化。

變異主要是指基因突變、基因重組與染色體變異。其中基因突變是產生新生物基因的根本來源，也就是產生生物多樣性的根本來源。人類可以通過人工誘變的方法創造利用更多的生物資源，比如説輻射、激光、病毒、一些化學物質（常用的是秋水仙素）都可以產生變異。

遺傳從現象來看是親子代之間的相似的現象，即俗語所説的“種瓜得瓜，種豆得豆”。它的實質是生物按照親代的發育途徑和方式，從環境中獲取物質，產生和親代相似的複本。遺傳是相對穩定的，生物不輕易改變從親代繼承的發育途徑和方式。因此，親代的外貌、以及優良性狀很有可能在子代重現，甚至酷似親代。而親代的缺陷和遺傳病，同樣也可能傳遞給子代。

遺傳是一切生物的基本屬性，它使生物界保持相對穩定，使人類可以識別包括自己在內的生物界。變異是指親子代之間，同胞兄弟姊妹之間，以及同種個體之間的差異現象。俗語説“一母生九子，九子各異”。世界上沒有兩個絕對相同的個體，包括攣生同胞在內，這充分説明了遺傳的穩定性是相對的，而變異是絕對的。

生物的遺傳與變異是同一事物的兩個方面，遺傳可以發生變異，發生的變異可以遺傳，正常健康的父親，可以生育出智力與體質方面有遺傳缺陷的子女，並把遺傳缺陷（變異）傳遞給下一代。

生物的遺傳和變異是否有物質基礎的問題，在遺傳學領域內爭論了數十年之久。 在現代生物學領域中，一致公認生物的遺傳物質在細胞水平上是染色體，在分子水平上是基因，它們的化學構成是脱氧核糖核酸（DNA）,在極少數沒有DNA的原核生物中，如煙草花葉病毒等，核糖核酸（RNA）是遺傳物質。

真核生物的細胞具有結構完整的細胞核，在細胞質中還有多種細胞器，真核生物的遺傳物質就是細胞核內的染色體。但是, 細胞質在某些方面也表現有一定的遺傳功能。人類親子代之間的物質聯繫是精子與卵子,而精子與卵子中具有遺傳功能的物質是染色體，受精卵根據染色體中DNA藴藏的遺傳信息，發育成和親代相似的子代。

遺傳和可以遺傳的變異都是由遺傳物質決定的。這種遺傳物質就是細胞染色體中的基因。人類染色體與絕大多數生物一樣，是由DNA（脱氧核糖核酸）鏈構成的，基因就是在DNA鏈上的特定的一個片段。由於親代染色體通過生殖過程傳遞到子代，這就產生了遺傳。染色體在生物的生活或繁殖過程中也可能發生畸變，基因內部也可能發生突變，這都會導致變異。

患色盲的父親，他的女兒一般不表現出色盲，但她已獲得了其親代的色盲基因，她的下一代中，兒子將因獲得色盲基因而患色盲。

我們觀察我們身邊很多有生命的物種：動物、植物、微生物以及我們人類，雖然種類繁多，但在經歷了很多年後，人還是人，雞還是雞，狗還是狗，螞蟻、大象、桃樹、柳樹以及各種花草等等，千千萬萬種生物仍能保持各自的特徵，這些特徵包括形態結構的特徵以及生理功能的特徵。正因為生物界有這種遺傳特性，自然界各種生物才能各自有序地生存、生活，並繁衍子孫後代。

大家可能會問，生物是一代一代遺傳下來，每種生物的形態結構以及生理功能應該是一模一樣的，但為什麼父母所生子女，一人一個樣，一人一種性格，各有各自的特徵。又如把不同人的皮膚或腎臟等器官互相移植，還會發生排斥現象，彼此不能接受，這又如何解釋呢？科學家研究的結果告訴我們，生物界除了遺傳現象以外還有變異現象，也就是説個體間有差異。例如，一對夫婦所生的子女，各有各的模樣，醜陋的父母生出漂亮的孩子，平庸的父母生出聰明的孩子，這類情況也並不罕見。全世界恐怕很難找出兩個一模一樣的人，即使是單卵雙生子，外人看起來好像一模一樣，但是與他們朝夕相處的父母卻能分辨出他們之間的微細差異，這種現象就是變異。人類中多數變異現象是由於父母親遺傳基因的不同組合。每個孩子都從父親那裏得到遺傳基因的一半，從母親那裏得到另一半，每個孩子所得到的遺傳基因雖然數量相同，但內容有所不同，因此每個孩子都是一個新的組合體，與父母不一樣，兄弟姐妹之間也不一樣，而形成彼此間的差異。正因為有變異現象，人類才有眾多的民族。人們可以很容易地從人羣中認出張三、李四，如果沒有變異，大家全都是一個樣子，社會上的麻煩事就多了。除了外形有不同，變異還包括構成身體的基本物質--蛋白質也存在着變異，每個人都有他自己特異的蛋白質。所以，如果皮膚或器官從一個人移植到另一個人身上便會發生排斥現象，生物學稱之為免疫排斥反應。

還有一類變異是遺傳基因的突變，這類突變往往是由環境中的條件所誘發的，這種突變的基因還可以遺傳給下一代。許多基因突變的結果會造成遺傳病。

變異也可以完全由環境因素所造成，例如患小兒麻痹症後遺的跛足，感染大腦炎後形成的痴呆等這些性狀都是由環境因素所造成的，是因為病毒感染使某些組織受損害，造成生理功能的異常，不是遺傳物質的改變，所以不是遺傳的問題，因此也不會遺傳給下一代。

總之，遺傳與變異是遺傳現象中不可分離的兩個方面，我們有從父母獲得的遺傳物質，保證我們人類的基本特徵經久不變。在遺傳過程中還不斷地發生變異，每個人又在一定的環境下發育成長，才有了人類的多種多樣。

變異是生物的一般特性。甚至在人類尚未發現病毒以前，就已開始運用變異現象 製造疫苗。例如1884年，巴斯德利用兔腦內連續傳代的方法，將狂犬病的街毒(強毒) 轉變為固定毒。這種固定毒保留了原有的免疫原性，但毒力發生了變異——非腦內接 種時，對人和犬等的毒力明顯降低，因而成功地用作狂犬病的預防制劑。此後，在許 多動物病毒方面，應用相同或類似的方法獲得了弱毒株，創制了許多優質的疫苗。選 育自然弱毒變異株的工作，也取得了巨大成就。但是有關病毒遺傳變異機理的認識， 則只在近幾十年來才有顯著的進展。這不僅是病毒學本身的躍進，也是其它學科， 特別是生物化學、分子生物學、免疫學以及電子顯微鏡、同位素標記等新技術飛速發 展的結果。

在人們根本無法知曉遺傳物質為何物的年代，人們信奉生命對生存環境的適應性，認為這會使生物趨於完美，並可以遺傳下去，這就是拉馬克的進化論,即拉馬克認為，使用的器官越來越發達，廢棄的器官往往成為痕跡器官或完全退化，而且這種獲得改變的特徵可以遺傳下去。長頸鹿和洞穴動物是支持拉馬克學説的經典案例。達爾文也不否認這一點，但它更傾向於隨機變異，並主張環境誘變，也和拉馬克一樣主張漸變。對達爾文來説，不論變異源於何種機制，他都可以用他的自然選擇來説明進化。那時，既不知道基因，更不知道DNA、RNA和蛋白質之間存在如此複雜的相互作用關係 ^[1]  。

隨着二十世紀的來臨，人們成功地揭開了遺傳的物質基礎（DNA）以及個體變異的基因本質，也認識到生殖及物理化學因素對遺傳變異的影響。特別是“中心法則”的提出被認為是對獲得性遺傳的徹底否認，基因突變被認為是新物種創造的唯一途徑，也同時從根本上否定了適應的遺傳與進化意義。 ^[1] 

進化生物學家與動物學家道金斯（2008）斷言，“基因不會在使用過程中得到改善，除非出現非常少的偶然錯誤，它們只是被按原樣傳下去。並非成功產生了好的基因，是好的基因創造了成功。任何個體在它一生中所做的一切，都不會對基因產生任何影響” ^[2]  。進化生物學家與博物學家邁爾（2009）也宣稱，“與達爾文理論競爭的三種主要理論—轉型論、拉馬克主義和直生論—在1940年遭到了明確的否定，在過去的60年裏，再沒有提出過可行的、試圖取代達爾文主義的理論” ^[3]  。

2016年3月2日，《自然-通訊》上的一篇論文，發現了導致面部和頭皮上毛髮分佈、形狀和顏色區別的遺傳變異。這些研究結果來自一項基於拉丁美洲人的全基因組關聯分析(GWAS)。 ^[4] 

英國倫敦大學學院的Andrés Ruiz-Linares和他的研究團隊，對超過6000個拉丁美洲人進行了全基因組關聯分析，研究對象包括了歐洲人，美洲原住民印第安人和非洲人的混血。他們發現了10種遺傳變異，分別影響不同頭髮的特徵。這些特徵包括頭髮的形狀、顏色（例如頭髮變白）和禿頂，以及不同的面部毛髮的特徵，比如鬍鬚的濃密程度、眉毛的濃密程度、以及連眉。連眉指眉毛之間沒有空隙，連成了一條。

此篇論文是第一次描述了與頭髮變白、連心眉、眉毛與鬍鬚濃密程度相關的基因的研究。這些研究成果可能有助於減少禿頂、少白頭等。

微生物遺傳學作為一門獨立的學科誕生於40年代，病毒遺傳學作為微生物遺傳學的重 要組成部分，對於生物遺傳和變異的研究起到了重要的促進作用，也為分子遺傳學的 發展奠定了基礎。病毒的許多生物學特性，包括結構簡單、無性增殖方式、可經細胞 培養、增殖迅速、便於純化等，使其具有作為遺傳學研究材料的獨特優勢。 眾所周知，包括病毒在內的各種生物遺傳的物質基礎是核酸。事實上，這一結論 最初的直接證據正是來自於對病毒的研究。

病毒的遺傳變異常常是“羣體”，也就是無數病毒粒子的共同表現。而病毒成分，特別是病毒編碼的酶和蛋白質，又常與細胞的正常酶類和蛋白質混雜在一起。這顯然增加了病毒遺傳變異特性鑑定上的複雜性。