如果你发现自己靠近一只黑猩猩，面对面地盯着它，并进行持续的眼神交流，一些有趣的事情就会发生，这些事情时而令人感动，时而令人困惑，时而又有点令人毛骨悚然。当你凝视着这个野兽时，你突然意识到，凝视着你的是一个有感知能力、明显与你同类的个体。你忍不住想，那些认为生命是“智能设计”的人是怎么想的？
黑猩猩是人类的近亲，但它们与我们并不完全相同。我们不是黑猩猩。黑猩猩擅长爬树，但在平衡木项目上我们远胜于它们；它们浑身长毛，而我们只有偶尔有几个毛发浓密的家伙。然而，核心的差异来自于我们如何使用大脑。黑猩猩拥有复杂的社会生活，玩弄权力政治，互相背叛和谋杀，制造工具，并将工具使用代代相传，这足以称之为文化。它们甚至可以学会用符号进行逻辑运算，并且具有相对的数字概念。然而，这些行为远远达不到人类行为的复杂性和细微差别，在我看来，没有任何科学证据表明黑猩猩拥有美学、精神性，或者理解反讽或感伤的能力。
是什么造成了这些差异？几年前，一项生物学史上最宏伟的项目被实施了：人类基因组的测序。然后就在四个月前，一个研究团队报告说，他们也完成了黑猩猩基因组的完整测序。科学家们早就知道黑猩猩和人类共享大约 98% 的 DNA。然而，现在终于可以坐下来，拿着两卷打印出来的计算机输出，逐一对比这两个基因组，并确切地找出我们那 2% 的差异所在。
考虑到外在的差异，人们似乎有理由期望在决定黑猩猩和人类大脑的基因部分找到根本性的差异——至少，对于像我这样的以大脑为中心的神经生物学家来说是这样。但事实证明，黑猩猩大脑和人类大脑在基因基础方面几乎没有区别。事实上，仔细研究黑猩猩基因组会揭示一个关于基因和进化如何运作的重要教训，并表明黑猩猩和人类的相似之处远比神经生物学家可能想到的要多。
DNA，即脱氧核糖核酸，仅由四种分子组成，称为核苷酸：腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。每个物种的 DNA 密码本都包含数十亿个按精确顺序排列的字母。如果在复制 DNA 的精子或卵子过程中，核苷酸被错误地复制，就会导致突变。如果突变从一代传到下一代，它就成为 DNA 差异——分隔一个物种（黑猩猩）与另一个物种（人类）的众多基因差异之一。在包含数十亿核苷酸的基因组中，微小的 2% 差异相当于数千万个 ACGT 差异。而这 2% 的差异可能分布非常广泛。人类和黑猩猩各有 20,000 到 30,000 个基因，因此几乎每个基因都可能存在核苷酸差异。
要理解黑猩猩和人类 DNA 的区别，首先必须问：什么是基因？基因是一串核苷酸，它指定了如何制造一个独特而特定的蛋白质。即使黑猩猩和人类的同一个基因存在 A 和 T 的差异，结果也可能无关紧要。许多核苷酸差异是中性的——突变和正常基因都会产生相同的蛋白质。然而，在两个物种的同一基因之间存在适当的核苷酸差异时，产生的蛋白质在结构和功能上可能会有细微差别。
人们可能会认为，黑猩猩和人类基因之间的差异归结为这种类型的“文字错误”：一个核苷酸被另一种核苷酸替换，从而改变了它所在的基因。但仔细查看这两个密码本会发现，这样的例子非常少。而且偶尔出现的“错字”也遵循一种引人注目的模式。需要注意的是，基因并非孤立工作。是的，每个基因都调控特定蛋白质的构建。但是，是什么告诉基因 *何时* 和 *何地* 制造这种蛋白质呢？调控是关键：在婴儿期启动与青春期相关的基因，或者在膀胱中激活与眼色相关的基因，都是不明智的。
在 DNA 密码列表中，这些关键信息包含在每个基因之前的一小段 A、C、G、T 序列中，它们充当开启或关闭该基因的开关。开关又由称为转录因子的蛋白质激活，这些蛋白质会响应特定刺激而激活某些基因。当然，并非每个基因都由其独特的转录因子调控；否则，一个包含多达 30,000 个基因的密码本将需要 30,000 个转录因子——以及更多 30,000 个基因来编码它们。相反，一个转录因子可以激活一组功能相关的基因。例如，某种类型的损伤可以激活一个转录因子，该转录因子会开启你白细胞中的一组基因，引发炎症。
准确的开关开启至关重要。想象一下，如果那些微小的核苷酸变化出现在一个恰好是转录因子的蛋白质中，会产生什么后果：突然之间，蛋白质可能不会激活 23 个不同的基因，而是激活 21 个或 25 个——或者它会以不同于正常比例的比例开启通常的 23 个基因。突然之间，一个微小的核苷酸差异就会在基因差异网络中被放大。（如果改变的蛋白质是激活编码其他转录因子的基因的转录因子，那后果更是难以想象！）当对比黑猩猩和人类基因组时，一些最明显的核苷酸差异出现在编码转录因子的基因中。这种情况并不多见，但影响深远。
黑猩猩和人类的基因组还揭示了其他类型的差异。除了单个核苷酸复制错误的简单突变，还有插入突变，即插入额外的 A、C、G 或 T，或者删除突变，即删除一个核苷酸。插入或删除突变可能产生重大后果：想象一下，一个删除突变将句子“我甜点要吃慕斯”变成了“我甜点要吃老鼠”，或者“她拒绝和我约会，因为我邀请她跟我一起去打保龄球”中隐含的插入突变。有时，涉及的不仅仅是单个核苷酸；整个基因片段可能会被删除或添加。在极端情况下，整个基因都可能被删除或添加。
比基因变化如何产生（通过插入、删除或直接突变）更重要的是它们发生在基因组的何处。请记住，为了使这些基因变化从一代传到下一代，它们必须具有某种进化优势。当我们审视人类和黑猩猩之间的 2% 差异时，涉及的基因被证明是具有进化意义的，尽管它们本身可能很普通。例如，黑猩猩拥有比我们多得多的与嗅觉相关的基因；它们有更好的嗅觉是因为我们失去了许多这类基因。这 2% 的差异还包括了很大一部分与免疫系统、寄生虫易感性和传染病相关的基因：黑猩猩对疟疾有抵抗力，而我们没有；我们比它们更能抵抗肺结核。这 2% 的另一个重要组成部分涉及与生殖相关的基因——那些将一个物种一分为二并阻止它们杂交的解剖学差异。
这一切都有道理。尽管如此，黑猩猩和人类的大脑还是非常不同。那么，在这两个物种中朝着截然不同方向进化的、特定于大脑的基因是什么呢？事实证明，几乎没有符合这种情况的基因。这一点也非常合理。用显微镜观察人类大脑的一个神经元，然后对黑猩猩、老鼠、青蛙或海蛞蝓的大脑中的一个神经元做同样的事情。这些神经元看起来都一样：一端是纤维状的树突，另一端是轴突电缆。它们都依靠相同的基本机制运行：通过离子通道和泵来移动钠、钾和钙，触发称为动作电位的兴奋波。它们都具有相似的神经递质组合：血清素、多巴胺、谷氨酸等等。它们都是相同的基本构件。
主要区别在于神经元的数量。人类大脑的神经元数量是海蛞蝓大脑的 1 亿倍。这些数量上的差异从何而来？在发育的某个阶段，所有胚胎——无论是人类、黑猩猩、老鼠、青蛙还是海蛞蝓——都必须有一个最初的细胞被指定用于产生神经元。这个细胞分裂并产生 2 个细胞；然后分裂成 4 个，再分裂成 8 个，然后是 16 个。经过十二轮细胞分裂，你大致就有了足够支持海蛞蝓生存的神经元。再进行大约 25 轮，你就能拥有一个人类大脑。停止几轮，大约是人类大脑的三分之一大小，你就会得到一个黑猩猩大脑。结果差异巨大，但调节神经系统中细胞分裂轮数然后停止的基因却相对较少。而正是这些基因中的一部分，那些参与神经发育的基因，出现在黑猩猩和人类基因组差异的列表中。
就是这样，这就是那 2% 的解决方案。令人震惊的是它的简单性。人类之所以成为人类，并不需要进化出编码全新类型神经元或神经递质的独特基因，或者更复杂的 the hippocampus（海马体，从而提高记忆力），或者更复杂的 the frontal cortex（额叶皮层，让我们能够推迟满足）。相反，我们这个物种的 the braininess（智力、大脑能力）来自于拥有数量庞大的少数几种现成的神经元，以及它们之间指数级增长的相互作用。区别在于纯粹的数量：定性差异源于大量的数量。基因可能与数量有关，从而与由此产生的质量的复杂性有关。然而，任何基因或基因组都无法告诉我们这些质量会是什么样的。当你和黑猩猩面对面时，试图理解为什么对方看起来有点眼熟时，请记住这一点。
