摩尔根创立基因论

  摩尔根创立基因论有一个大科学家,不但自己想象力丰富,还非常善于挖掘利用同事们的好点子,他虽然善于利用别人的思想成果,但却不独占研究成果,就连他的诺贝尔奖也拿出来和他的终身助手和同事分享,他就是被誉为经典遗传学的泰斗、创立基因学说的托马斯·亨特·摩尔根。

  摩尔根出生于1866年,他的父亲担任过美国驻外领事,家庭生活十分优裕。青少年时代,摩尔根除了学好各门功课外,还喜欢游历自然风光,在游历中渐渐对大自然产生了无限眷恋的情感,从而为他后来走上探索生物奥秘之路,成为一个伟大的科学家奠定了坚实的基础。

  1886年20岁时,摩尔根考入霍普金斯大学研究院读研究生,主要研究生物形态学。他比较了4种水中无脊椎动物的形态变化,确认了它们的种属,写出了《论海蜂蛛》的论文,由此获得了博士学位。此后他在该领域颇有建树,成为一名年轻的博物学家。他曾随美国地质勘探队赴野外考察,期间对各种生物的性状发生兴趣,遂逐渐转入实验生物学研究领域。

  那时,生物学已发展到一定水平。特别是1904年,美国的萨顿证明了染色体成对存在,每个配子只包含一对染色体中的一条,每条染色体携带多个遗传因子。到了1909年,丹麦的植物学家翰逊以基因一词替代以前的所谓遗传因子一词。基因的称谓由此而来。

  为了进一步探索染色体中基因的存在状态和排列特征,1908年,摩尔根开始了著名的果蝇实验,专门研究这一课题。在别人眼中,摩尔根是一个怪人,因为在他的实验室里,他不养牛羊鸡鸭鱼肉,却养了成千上万只果蝇。果蝇对人来说虽有害,但作为遗传研究资料,却有许多独特的优点。

  首先,它们身体小,占用地方很小,所以研究起来很便当。其次,饲养果蝇很经济,成本很低。再次,果蝇的繁殖速度之快是牛羊难以比拟的。而且,它有很多容易观察的特征,比如每个细胞中只有4对染色体。

  1906年,摩尔根就在果蝇身上发现了性别遗传机理的一个重要事实。他发现,雌果蝇细胞里的四对棒形染色体是完全成对的,卵从这四对棒形染色体中各得一个棒形染色体,所以所有卵细胞中的染色体组成都是一样的。精子的染色体组成就不同了:雄果蝇细胞里的四对染色体里,有三对是棒形染色体,有一对是由一个棒形染色体和一个钩形染色体组成的。所以精细胞一半由四个棒形染色体组成,一半由三个棒形染色体和一个钩形染色体组成。摩尔根将区分性别的染色体称为性染色体,他由此得出结论:生物性别由性染色体决定。

  这是生物学上一项重大的发现,但摩尔根并没有因此肯定染色体就是遗传因子,他在继续进行新的实验以证实这一关系。

  1910年,摩尔根的实验又获得突破性进展。一次,他对一群野种红眼果蝇进行了放射性照射,结果在子一代中获得了一只白眼雄果蝇。用这一只白眼雄果蝇与一群正常红眼雌果蝇交配,所生第一代雌雄果蝇均为红眼;他让这些第一代杂种杂交,生出的第二代果蝇白眼性状只在雄性中出现。摩尔根对此分析后认为:眼色由一对基因控制,其中红眼为显性,白眼为隐性。

  为了清晰地解释这一过程,摩尔根把雌性染色体称为X,雄性染色体为Y。他认为未经X线照射的果蝇的X染色体携带红眼基因,而Y染色体只携带性别基因,没有决定眼色的基因。

  在X线的照射下,其中的一只雄果蝇的X染色体生成了隐性白眼基因。子一代中雌蝇的两条染色体分别来自母方的X(带红眼基因)和来自父方的X(带白眼基因),最终显性的红眼基因性状得以表现;雄蝇的染色体组成是来自母方的X(红眼基因)和父方的Y(仅带性基因),也呈现红眼特征。子二代个体的眼色出现分化,按照孟德尔法则揭示的规律,红、白眼果蝇数量比为3∶1,而且白眼果蝇均为雄性。

  1928年,摩尔根在总结他20余年研究果蝇的成果基础上,写出了他的遗传学名著《基因论》。在书中,摩尔根主张遗传物质基因是一种颗粒体,像念珠一样按照一定的次序排列在染色体中;染色体是遗传基因的物质承担者,每一个基因都在染色体里占据一定的位置,都能在细胞分裂期间将自己按照翻版的方式从一变做二。与此同时,他还阐述了基因的连锁和互换规律,解开了生物变异之谜,弥补了达尔文进化论的不足。

  摩尔根用自己孜孜不倦地努力,为人们杂交育种指明了方向,为预防遗传性疾病提供了理论,为人类医学迈开了崭新的一页。

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