◆合作的行為如何進(jìn)化◆

你很容易在社會性動物身上看到利他的行為。例如蜜蜂把食物的信息傳遞給其他蜜蜂。人類和其他靈長類動物社會也充滿了合作的行為。進(jìn)化論的創(chuàng)立者達(dá)爾文對合作現(xiàn)象提出過一些解釋，例如親屬之間的相互幫助，實(shí)際上會促進(jìn)整個(gè)家族繁殖的可能性。如今，科學(xué)家正在尋找合作行為的遺傳基礎(chǔ)。而博弈論——一種關(guān)于競爭、合作和游戲規(guī)則的數(shù)學(xué)理論，也能夠幫助科學(xué)家理解合作行為如何運(yùn)作。達(dá)爾文觀察到了合作的現(xiàn)象并作出了解釋，今天的科學(xué)家希望能夠讓這個(gè)解釋更加深入，并且希望能夠回答合作是如何產(chǎn)生的。

◆遺傳差異和個(gè)體健康在多大程度上是相關(guān)聯(lián)的◆

很早以前科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)有些人對于某些藥物的反應(yīng)和其他病人不同。例如，某種麻醉用肌肉松弛劑會導(dǎo)致特定的人無法呼吸，最終，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于他們擁有特定的基因。這也就帶來了一個(gè)問題：研究不同的人之間的遺傳差異是否可以促進(jìn)醫(yī)學(xué)治療手段的發(fā)展，也就是說，根據(jù)個(gè)人的DNA進(jìn)行“量體裁藥”？科學(xué)家已經(jīng)辨認(rèn)出了一批與藥物相互作用的基因。但是要真正實(shí)現(xiàn)“量體裁藥”，恐怕還為時(shí)尚早。

◆人類壽命可以延長多少◆

盡管百歲老人仍然少見，但人類的平均壽命(尤其是在發(fā)達(dá)國家)在過去的幾十年中一直在延長。這種趨勢能保持多久？科學(xué)家通過對實(shí)驗(yàn)動物的研究，發(fā)現(xiàn)包括限制熱量攝入在內(nèi)的一些方法可以顯著地延長它們的壽命。但是這些方法是否可以成功地應(yīng)用到人類的身上，以及能延長多少呢？一些科學(xué)家認(rèn)為，至少人類活到100歲可以成為家常便飯。不過，即使是這樣，長壽也會帶來其他的麻煩，比如社會保險(xiǎn)。

◆什么遺傳差異導(dǎo)致我們成為獨(dú)特的人類◆

隨著基因測序技術(shù)的改進(jìn)，越來越多物種的基因組全序列進(jìn)入了科學(xué)家的數(shù)據(jù)庫中，包括我們自己和數(shù)種靈長類親戚，比如黑猩猩。我們很容易分辨出人和黑猩猩，然而在分子水平上，這種分辨卻不那么容易。我們和黑猩猩的DNA差異大約是1.2%。這是一個(gè)很小的數(shù)字，但是從絕對數(shù)量上來看，這種差異意味著3千多萬個(gè)堿基對的不同。到底是這3千多萬個(gè)差異中的哪些，讓我們在與黑猩猩“分家”之后，變得如此獨(dú)特？科學(xué)家正在尋找那些讓我們有別于其他靈長類物種的遺傳差異，當(dāng)然，還有文化、語言和技術(shù)等等超越基因的因素。

◆意識的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么◆

17世紀(jì)的法國哲學(xué)家有一句名言：“我思故我在”?？梢钥闯?，意識在很長時(shí)間里都是哲學(xué)討論的話題?，F(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，意識是從大腦中數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元的協(xié)作中涌現(xiàn)出來的。但是這仍然太籠統(tǒng)了，具體來說，神經(jīng)元是如何產(chǎn)生意識的？近年來，科學(xué)家已經(jīng)找到了一些可以對這個(gè)最主觀和最個(gè)人的事物進(jìn)行客觀研究的方法和工具，并且借助大腦損傷的病人，科學(xué)家得以一窺意識的奧秘。除了要弄清意識的具體運(yùn)作方式，科學(xué)家還想知道一個(gè)更深層次問題的答案：它為什么存在，它是如何起源的？

◆如何從大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)中得到全景◆

生命是如此的復(fù)雜，以至于幾乎每一位生物學(xué)家都只能在一個(gè)很小的領(lǐng)域進(jìn)行探索。盡管在每一個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了大量的描述性的數(shù)據(jù)，但是科學(xué)家仍不能從這些海量的數(shù)據(jù)中得出一個(gè)整體的概念，例如“生物是如何運(yùn)作的”。系統(tǒng)生物學(xué)這門正在形成的學(xué)科為回答這些問題提供了一些希望。它試圖把生物學(xué)的各個(gè)分支聯(lián)系起來，利用數(shù)學(xué)、工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法讓生物學(xué)更加量化。不過，現(xiàn)在還沒有人知道這些方法是否能夠最終讓科學(xué)家理解生物運(yùn)作的整體圖景。