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第20章 生物和医药学的发展(2)

“这么大的雨,你慌慌张张跑来,有什么急事吗?”达尔文的朋友问。

“听说您死。死了一只很珍贵的鸽子,我想它也许有研究价值,我怕您把它扔掉,所以特地冒雨赶来要这只死鸽子。”

达尔文的朋友听了,紧张的心这才松弛了下来。

小神父的命运

1831年,达尔文在剑桥大学基督学院毕业,正准备做一名神父时,他的老师亨斯陆教授给他来了一封信。信中说他好不容易才给他找到一个机会,让他以一个自然科学家的身份参加“贝格尔舰”的环球航行,达尔文收到这封信后欣喜若狂,立即去说服父亲支持他参加这次千载难逢的航行。

1831年12月27日,载重200余吨的“贝格尔舰”出发了,刚驶出不久,就遇到狂风巨浪,小小的三桅木帆船被无情的大海戏弄着。达尔文第一次上船,就面临考验,晕船就折磨了他四天四夜。直到驶进葡萄牙海岸附近时,海面比较平静了,他才稍微好一点,但他仍然吃不下任何东西,甚至喝一口水都要立刻呕吐出来。

“有好几次我真的以为自己要死了。”他在给父亲的第一封信中说,“一阵阵的干呕太痛苦了,我觉得如果不是整个肚肠都破裂的话,也一定是胃破裂了。”

船上的饮食条件更为恶劣,他们经常挨饿,即使有吃的东西,往往也是变质的食物。由于他在船上吃了有毒食物,因此患了终生未愈的呕吐病,发病时一阵阵呕吐,并且伴随着难以忍受的寒战或高烧。他们停留在赤道附近的龟岛上时,帐篷里面的温度为34℃1941年戴布里安的《史前时代动物》,外面的达40℃以上,可他们每天只有半加仑水(约合2.3公斤),在深入原始森林的探险中,他有几次一连几天都没有喝上一口水。

就是在这样令人难以忍受的艰苦条件下,达尔文仍坚持下来了。他对世界各地动植物进行了大量的观察和采集,进行全面、详细的比较,为他的生物进化理论奠定了基础。

达尔文除了观察、采集标本和思索外,还坚持每天用两三个小时写航海日志。他把自己的观察和思考整理成文章,源源不断地寄回英国,寄给他的恩师亨斯陆教授。这些信件中的相当一部分被当做科学论文发表,在学术界广为流传。5年的环球航行结束后,他随同“贝格尔舰”于1836年10月回到了英国。这时,他已被公认为海洋生物学的权威了。

漂亮猴子“变成”的美女

“北京人”背鹿图有一天,有一位先生带着他年轻漂亮的妻子来拜访达尔文,一进门,这位年轻的夫人就向达尔文发起了进攻:“尊敬的达尔文先生,根据您的理论,所有的人都是从又瘦又丑的猴子变来的吗?”

达尔文愣了一下,他知道这位年轻的夫人并不了解进化论,可是提的问题却很尖锐,达尔文微笑着请客人坐下。

刚一坐下,这位漂亮的夫人不等达尔文回答问题,又用手指着自己的面孔,咄咄逼人地说:“像我这样漂亮的女人,难道也是猴子变来的吗?”

达尔文仔细看了看这位夫人,果然有闭月羞花之貌,为了不伤害这位漂亮夫人的自尊心,又不违背自己的进化论,达尔文就风趣地说:“我想,您也应该是从猴子变来的,不过不是又瘦又丑的猴子,您是从惹人喜爱的、五官端正的、令人陶醉的猴子变来的。”

这位夫人本来想与达尔文吵一架,可是听到达尔文诙谐的回答后,立刻转怒为喜,满意地离开了。

孟德尔开创近代遗传学孟德尔(1822~1884)孟德尔,奥地利遗传学家,出身于西里西亚附近的农民家庭。

孟德尔从小爱好园艺。1850年他到维也纳大学理学院深造,1853年夏回到布台恩,任时代学校动植物学教师,结合教学从事植物杂交实验工作。

孟德尔是近代遗传学的奠基者。他根据豌豆杂交的实验结果,1865年在论文中首先提出遗传单位(现叫基因)概念,阐明遗传规律,被称为“孟德尔规律”。

孟德尔规律包括三方面,第一,显性规律——具有相对性状纯质亲本杂交时,由于某个性状对其相对性状的显性作用,子一代所有个体都表现这一性状;第二,分离规律——在子二代中表现出分离现象;第三,独立分配规律——在2对或2对以上相对性状杂交中,子二代出现了独立分配现象。

孟德尔遗传规律的发现成为近代遗传学的基础。修道士的科学研究

从奥尔米茨大学哲学学院毕业后,对于孟德尔来说,最大的愿望就是找到“一个不必为糊口而没完没了地操心的行业”。他想,只有吃饱,才能更好地搞科学研究。他向老师请教选择什么职业好,老师根据他的经济条件,告诉他:“你当修道士最合适。”

1843年10月,孟德尔正式进入奥古斯丁修道院,成了一名修道士。

这个修道院不仅是朝拜地,而且也是当地的学术中心,追求科学的气氛浓厚,孟德尔来到修道院,如鱼得水。

在修道院的后面,有一个狭长的花园。孟德尔在那儿种植了蓟、南瓜、水杨梅、麻、紫茉莉、菜豆、樱、玉米等植物,还养了蜜蜂、鸟雀、小白鼠、刺猬等动物。他喜欢动植物,渴望揭开它们身上的奥秘。

生物界里千姿百态的形状、五彩缤纷的颜色是怎么变来的呢?孟德尔觉得这里面一定有文章。

1856年,为了探索这个问题,孟德尔挑选了22种性状不同的豌豆,让它们之间杂交,然后再让下一代杂交。他重点观察、记录了杂交后代中7个特征的变化情况,圆的种子,有皱纹的种子;黄的子叶,绿的子叶;白的花,红的花;拱突形荚果,缢缩形荚果;绿色荚果,黄色荚果;轴生的花,顶生的花;高的花茎,矮的花茎。

经过8年的试验,孟德尔记录了2.1万多株植物的实验结果。他对不同性状在杂交后代中所出现的植株的数量进行了统计分析,结果发现了有趣的现象,当两种不同性状的植物杂交时,它们的下一代统统是一模一样的。如将红花豌豆和白花豌豆杂交,它们的下一代全部都是红花的。

杂交的第一代进行自花授粉,产生的第二代将按照一定的比例,发生性状分离。如将杂交第一代红花豌豆自花授粉,在杂交第二代的群体中,将有3/4开红花、1/4开白花。

不同特征的植株进行杂交时,各个特征都是相互独立、互不干涉的。如把红花、绿色荚果的植株与白花、黄色荚果的植株杂交,它们互不影响,每一个特征都按以上规律遗传。

孟德尔将这些发现写成论文《植物杂交试验》。这篇遗传学上最伟大的著作——“一把打开遗传学宫殿大门的钥匙”就这样被“修道士”发现了。

摩尔根创立基因学说摩尔根(1866~1945)摩尔根,美国实验胚胎学家、遗传学家,他出生于弗吉尼亚州列克星敦。

摩尔根在肯塔基大学和霍普金斯大学学习生物学。1933年获诺贝尔生理学和医学奖。

摩尔根发展了孟德尔遗传学理论,在果蝇中进行实验遗传学研究,发现伴性遗传规律。与学生们一起在发现连锁、交换和不分离现象的基础上,发展染色体遗传学说,认为染色体是孟德尔式遗传性状传递机理的物质基础。

摩尔根进一步创立基因学说,认为基因是组成染色体的遗传单位,证明了基因在染色体上占有一定位置,并做直线排列,在个体发育中,一定基因在一定条件下,控制一定代谢过程。这体现在一定遗传特性和特征的表现上,基因可通过突变发生变化。

实验室里的“宠物”

在孟德尔的理论中,指出遗传和变异是由遗传单位所决定的。那么遗传单位又是什么呢?

身为哥伦比亚大学生物学教授的摩尔根,虽然感受到了孟德尔论文的正确指导性,但他对孟德尔的遗传规律还有疑问,他决心要弄清遗传单位的来龙去脉。

电脑模拟的DNA模型1908年,作为实验的材料,摩尔根在他的实验室里养了成千上万只果蝇。果蝇有许多优点,它身体小,占地面积也很小,便于研究;饲养很经济,成本很低,容易观察。

从这以后,摩尔根和他的助手天天饲养、观察果蝇。

1910年的一天,摩尔根偶然发现一个培养瓶里的许多红眼果蝇中有一只白眼雄果蝇。这引起了他的极大兴趣。他让白眼雄蝇与红眼雌蝇交配,结果产生的第一代全是红眼蝇。可是,当他让第一代果蝇相互交配时,产生的第二代既有红眼蝇,也有白眼蝇。红眼蝇与白眼蝇的个体数目比例接近3∶1,与孟德尔遗传理论的结论相同。这个事实更进一步地证明了孟德尔的理论是正确的。

经过进一步的深入研究,摩尔根证实了孟德尔的理论是完全正确的,而且孟德尔所说的遗传单位就是在染色体上。1915年,他写了《孟德尔遗传机制》一书。在书的前言中,他写道:“既然染色体提供了孟德尔规律所要求的那样一种确切的机理,既然有日益增多的资料清楚地指明染色体是遗传单位的携带者,在这样一种清楚的事实面前闭上眼睛,那将是愚蠢的。”像摩尔根这种实事求是的科学作风,一时成了科学界的美谈。

摩尔根曾诙谐地称自己是一头“实验动物”。他整天待在实验室里,与他的“宠物”——果蝇打交道。自从实验取得进展后,他的干劲更足了。他沿着自己开辟的路,乘胜前进。

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