大卫·海格（David Haig）在澳大利亚读完大学，获得生物学学位后，他在新南威尔士州政府部门找到了一份工作，负责盖章文件，记录按揭税款和财产转让。他在官僚机构的任期持续了两年。“我决定生命不仅仅只有盖章，”他在哈佛大学植物博物馆的办公室里回忆道。海格回到麦考瑞大学（Macquarie University）继续他的生物学研究，并于1989年获得了博士学位。
在那里，他沉迷于研究一个进化生物学中未解的问题。研究人员发现，生育孩子的过程并非如人们想象的那般，是母亲和父亲基因的温柔、热情的交织。相反，它是适者生存斗争的开始，这种斗争始于受精卵内部，并贯穿整个怀孕过程。
自然选择通常被认为是野生动物种群之间的竞争。现在看来，自然选择在每个受精的人类卵子内部发挥作用，父母双方的 DNA 都在争夺对发育中后代的控制权，每一方都有不同的进化目标。
海格枯燥的盖章工作， odd 预示了他后来的生物学研究。研究人员发现，那些在生存斗争中被锁定的胎儿基因，被“印记”上分子标记，表明它们来自母亲或父亲。
随后的研究表明，构成人类基因组的数万个基因中，只有大约100个带有这些性别特异性的标记。尽管它们不常见，但它们对生存至关重要。如果印记过程在妊娠期间出现错误，可能导致胎儿或母亲患上严重疾病，甚至死亡。
海格想知道更多：为什么这些基因会卷入这场冲突？母体和父体基因难道不能更好地合作，增加父母生下健康孩子的可能性吗？
弄清楚关键所在
印记的故事始于20世纪70年代末，当时阿齐姆·苏拉尼（Azim Surani）在剑桥大学生理学家罗伯特·爱德华兹（Robert Edwards）的实验室工作。爱德华兹因其在体外受精方面的最新成果而备受赞誉。苏拉尼是一名年轻的发育生物学家。
苏拉尼对孤雌生殖（parthenogenesis）感兴趣，这种现象是指未受精的卵子也能产生健康的后代，因此只包含母亲的基因。孤雌生殖在某些鱼类、爬行动物和其他脊椎动物（以及一些无脊椎动物）中已知存在。但在哺乳动物中，从未发现过孤雌生殖的案例。苏拉尼想通过在实验室小鼠中尝试创造“处女生育”来测试哺乳动物是否可能发生孤雌生殖。
通常情况下，卵子和精子各提供一套完整的基因给胚胎。（当然，唯一的例外是性染色体：男性携带一个 X 染色体和一个 Y 染色体，女性携带两个 X 染色体。）理论上，结合两个来自母亲的基因副本可以达到同样的效果，产生一个携带完整人类基因的胚胎。当时所有关于遗传学的知识都表明，这样的卵子，即使没有雄性基因，也能正常发育。“我们想不出它不成功的充分理由，”苏拉尼说。
他尝试用另一个雌性小鼠的遗传物质注射到卵子中进行受精，但没有成功：所有没有雄性基因的小鼠都没有发育到足月。有些胚胎发育较慢，体型比正常胚胎小；有些胚胎则有异常大的卵黄囊。一个胚胎的大脑组织组织混乱。另一个胚胎有跳动的心脏，但没有头部。
苏拉尼也尝试了反向实验，产生了含有来自雄性小鼠两套基因的受精卵。这些胚胎也未能存活。他知道他的实验技术是正确的，因为当他用同样的方法结合雄性和雌性基因时，产生的胚胎存活了。他认为，唯一可能的结论是，母亲和父亲各自为后代贡献了某种重要的东西。无论那是什么，苏拉尼知道，那不在基因序列本身。例如，编码血红蛋白的母体基因与父体血红蛋白基因具有相同的遗传序列。他推测，一定有什么东西在改变这看似相同的母子基因组，在它们上面印下了某种表明其来源的生物标记。
当他向遗传学系的同事描述他的研究结果时，“他们非常怀疑，”苏拉尼回忆道。他的发现难以理解。
但是，费城 Wistar 研究所的生物学家达沃尔·索尔特（Davor Solter）进行的类似实验证实了苏拉尼的研究结果，独立地表明了从两个雌性基因组创建小鼠的同样的奇怪无能。但苏拉尼和索尔特都无法解释，在更宏大的繁殖图景中，为什么会出现印记。这就是大卫·海格接受挑战的地方。
胎儿竞争
要到达哈佛大学比较动物学博物馆的海格办公室，访客需要穿过博物馆展区，经过礼品店。办公室几乎大到可以打半场篮球。墙上摆满了书，还有六七张桌子上也堆满了书。办公室里没有实验室设备；由于海格是一名理论进化生物学家，他的工作不是进行实验，而是解释别人的实验室工作结果。（他说，他的本科实验室经历包括数“四分之一百万根苍蝇腹部的刚毛”——这足以让他彻底放弃做实验。）
告别了实验室，海格将他的理论聚焦于子宫内的进化冲突。这种斗争的概念最早由他亲密的朋友罗伯特·特里弗斯（Robert Trivers）提出，他是一位罗格斯大学的理论生物学家。特里弗斯曾观察到一种间接的同胞竞争形式，即后代各自试图获得比父母能分配给它们的更多的资源。（子宫内竞争的一个例子是，当胎儿细胞侵入为胎盘供血的母体动脉壁时，它们会扩张，从而为胎儿带来更多营养。母亲对此无能为力。）
海格怀疑，争夺资源也可能引发一种相关的宫内冲突，即母体基因和父体基因之间的冲突。根据他称之为“亲缘关系理论”（kinship theory）的观点，男性和女性都强烈希望后代能够存活，但它们的繁殖策略不同，导致它们对后代的期望也不同。
在除少数几个哺乳动物物种之外，雌性会有多个伴侣。因此，雄性伴侣希望雌性将所有可能的资源都用于发育**他的**胚胎。
另一方面，雌性则进化出了最大化存活后代数量的策略，因为每个后代可能带有不同父亲的基因争夺她的资源。她的策略是只给予胚胎它所需要的，将资源留给当前和未来的后代。
海格认为，这时竞争的舞台已经搭建好了。他推测，促成这种竞争的机制就是烙印在每个胎儿基因上的印记。通过开启或关闭基因，这些分子印记可以改变身体解读基因代码的方式。
尽管他当时还不知道印记是如何工作的，但他知道一定存在两大类印记基因：那些只有从父亲那里继承下来时才表达（“开启”）的基因，以及只有从母亲那里继承下来时才开启的基因。海格推测，为了与父亲的繁殖策略保持一致，从父亲那里继承的基因会促进更多的生长，促使胎儿在子宫内向母亲索取更多资源。而从母亲那里继承的基因则会减缓生长，使母亲能够为后续的后代保存资源。
这就是理论。但它如何与从实验中已知的印记知识相吻合呢？
插画：Jay Smith，DNA 条带：生物化学艺术家/Shutterstock
拔河
苏拉尼最早发现了印记现象，但他不确定涉及哪些基因。伊丽莎白·罗伯逊（Elizabeth Robertson）是第一个鉴定出印记基因的科学家，当时她在哥伦比亚大学，现在是牛津大学的教授。她通过使活体动物的特定基因失活（“敲除”）来研究各种基因在小鼠正常生长发育中所起的作用。然后她观察这对发育中的胚胎会产生什么影响。
1991年，罗伯逊及其同事报告了一项关于一个名为 *Igf2* 的基因的非同寻常的发现。该基因负责产生一种称为胰岛素样生长因子 II（IGF-2）的蛋白质，这对发育中胎儿的许多组织类型的生长很重要。当罗伯逊敲除了母体小鼠中的 *Igf2* 基因时，没有什么影响；后代是正常的。但是，当她敲除了父体小鼠中的 *Igf2* 基因时，胚胎的生长仅达到正常大小的60%左右。显然，当该基因来自父亲时——而且只有那时——它对生长至关重要。
罗伯逊的研究结果很好地契合了海格的理论：父源 *Igf2* 基因促进了后代的生长，因此它会向母亲提出更多要求。这是母体基因和父体基因之间竞争的关键证据。其他研究人员很快发现，其他基因也同样参与了这种父-母冲突——并且正如海格推测的那样，父源基因促进了生长。
父亲的策略存在风险：它会削弱母亲，使她过于虚弱而无法生育更多后代。
但这与他无关。下次，他会和其他雌性交配。然而，如果发展到极端，父亲的策略可能会杀死母亲，胎儿也将无法存活。但这种情况通常不会发生，因为进化已经为母亲提供了强大的对策——她自己的一个印记基因，可以控制 IGF-2。这个基因 *Igf2r* 指导身体细胞产生 IGF-2 受体，这些受体可以附着在蛋白质上，阻止其循环并促进生长。
1991年，生物学家丹尼斯·巴洛（Denise Barlow）和维也纳分子病理学研究所的同事发现，与 *Igf2* 一样，*Igf2r* 也被印记了，但效果相反：只有来自母亲时，该受体才活跃。当母体中的 *Igf2r* 基因被敲除时，后代生长过大，在出生前死亡。当父体中的基因被敲除时，则没有影响。
人类拥有罗伯逊和其他人在小鼠中研究的基因的对应基因。在人类中，当印记过程出错时（例如，当一个通常被开启的基因被关闭，反之亦然），后果可能是灾难性的。例如，当母亲和父亲的 *Igf2* 基因副本都错误地被开启时，胎儿会获得双倍剂量的生长因子。在人类中，这种异常的印记模式会导致贝克威思-威德曼综合征（Beckwith-Wiedemann syndrome），这是一种使儿童出生时体重超过正常水平50%以上，并伴有多种其他异常的疾病。
相反的错误也可能发生。如果父亲的 *Igf2* 基因被错误地沉默，胎儿将不会像它应该的那样从母体汲取资源，其出生体重会低于正常水平。
“这就像一场拔河比赛，”海格说。“你一边拉着绳子，另一边也拉着。它们没有太多移动——只是朝着一个方向或另一个方向稍微用力。它们开始相互依赖，依赖对方抓着绳子。如果你在印记基因中发生突变，就会出现真正的病理学结果。一边放开了绳子。”
大脑印记
在迄今已发现的大约100个印记基因中，约有一半，包括 *Igf2*，会在大脑中产生蛋白质，这引发了一个问题：控制大脑结构和功能的基因的印记错误是否可能导致精神疾病？
加拿大不列颠哥伦比亚省西蒙·弗雷泽大学的遗传学家和进化生物学家伯纳德·克雷斯皮（Bernard Crespi）认为，答案可能是肯定的。但这种联系可能难以证明。“这是将两个截然不同的领域联系起来，而这两个领域以前从未联系过：进化和社会行为理论与精神病学联系起来。要闯入精神病学文献，一直是个挑战，”克雷斯皮说。
尽管如此，他和他的同事、前伦敦经济学院社会学家克里斯托弗·巴德科克（Christopher Badcock）都认为证据正在不断增加。他们认为，大脑中印记基因之间拔河的失衡可能有助于解释一些精神疾病的起源，包括自闭症和精神分裂症。一些已知的印记疾病已与精神疾病相关，包括贝克威思-威德曼综合征。除了患有生长异常外，患有该疾病的患者还拥有异常大的大脑，并有自闭症的风险增加。
难道相反的情况也可能发生吗？一个缺乏 IGF-2 并且比正常体型小的胎儿，是否会发展出一种大脑异常模式，从而产生与自闭症截然相反的情况？
克雷斯皮和巴德科克认为会。他们认为，精神疾病可以被视为一个谱系，自闭症位于一端，精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症位于另一端。自闭症患者通常难以理解和欣赏他人的想法。现在想象一下拥有相反问题的人：他们具有高度发达的社会环境感知能力——甚至能感知到不存在的事物。克雷斯皮和巴德科克认为，这样的人可能会听到不存在的声音，这是精神分裂症的一个症状。
最近的发现符合克雷斯皮的预测。香港的研究人员发现，精神分裂症患者的 *Igf2* 基因活性降低。根据克雷斯皮的说法，父源基因（*Igf2* 仅在来自父亲时活跃）的表达降低，应该会使一个人倾向于精神疾病谱系中的精神分裂症-抑郁症一端。
基因印记紊乱会损害心理健康的更清晰证据来自对普瑞德-威利综合征（Prader-Willi syndrome）的研究，这是一种影响生长、性发育和认知能力的疾病。父源基因的缺失导致至少一半的这些患者出现精神病。
对海格来说，这样的发现引发了关于人类个体本质的深刻哲学问题。他说，传统的观点认为，个体是“不可分割的”。但他认为，印记的存在及其对大脑和身体发育的影响表明，从根本上说，个体是分裂的。他得出结论，身体不是一台机器，不是为了一个目标而协同工作的齿轮集合。我们每个人都“更像一个社会实体，拥有内部政治和拥有竞争性议程的代理人”。
这种内部动荡的证据在我们身边无处不在。我们在做决定时犹豫不决。我们决定合作还是竞争。我们在即时满足和长期规划之间摇摆不定。也许每个人内在的拉扯，就是我们竞争基因之间在结算恩怨。
