摩尔根是如何创立了基因学说的?当时,美国著名的生物学家们正在争论着一个重大的问题:支配胚胎细胞变异的,究竟是内在的(即遗传的)因素,还是外在的(即环境的)因素 。
作为一个生物学研究者,摩尔根当然空衫丛对这个问题很感兴趣 。不过他认为,用推理和思辩的方法,不能很好地解决这个争论问题,重要的是进行实验 。只有通过实验,才能得出可靠的和严密的结论 。于是,他进行了大量的实验 。
他首先研究海胆(生活在海底的一种棘皮动物)和蛞蝓(kuòyú,一种软体动物,也叫鼻涕虫或蜒蚰)卵的受精作用,并且探索不同的盐溶液和重力或无重力对海胆、软体动物和多骨鱼的卵的正常生长过程的影响,接着,又实验不同浓度的锂的氯化物在不同阶段上对胚胎的损伤 。
经过反复实验,摩尔根发现,尽管各种物质障碍能引起这些动物胚胎发育过程的改变,但是胚胎还是显示出要达到它既定目标的迹象 。据此,他于1902年初发表了一系列论文,指出环境的影响可以在一定程度上制约胚胎的发育过程,但是决定发育结果的根本因素,还是在于胚胎塌颂本身 。
1900年,摩尔根到哥伦比亚大学动物系任教 。当时,生物学家们正在争论另一个问题:决定性别的因素是什么 。一些生物学家认为,环境是决定性别的因素,也即是胚胎的性别,取决于发育过程中受到的温度及能得到的养料数量 。他们的根据是,自然界中的许多动物尤其是昆虫,由于环境条件的不同,会引起性别比率的变化 。而另一些生物学家却认为,性别主要是在受精的时刻,甚至在这以前,由卵子、精子或两者兼有的内在因素决定的 。他们强调的是遗传在性别方面的决定作用 。
摩尔根对这个问题也很感兴趣 。他在实验的基础上于1903年发表了一篇关于性别决定问题的评论文章 。文章指出,目前生物学家们对这个问题所持的证据并不充分 。双方仅仅解释了在大多数物种中所发现的1∶1的性别比率 。但是,自然界中存在着一些特殊的性别现象,如单性生殖、雌雄同体、性别反转等等 。正确的性别决定理论,应该既能解释通常具有1∶1的性别比率,又能解释上述特殊的性别现象 。因此,要解决这个问题,还必须做大量的实验 。
摩尔根是这样斗樱说,也是这样做的 。1908年,他开始养殖果蝇 。这是一种容易饲养、生活周期短(约两星期)、突变性多、唾腺染色体大的昆虫,它适宜于用作遗传学等学科上的实验材料 。两年后,他在一只培养瓶里偶然发现,有的雄蝇的身上,出现了一个细小而明晰的变异:一般果蝇的眼睛都是红的,而这只却是白色的!“怎么会是白色的呢?”摩尔根觉得很奇怪 。他让这只白眼睛的果蝇与红眼睛的交配,结果繁殖下来的果蝇都是红眼睛的;而让这些繁殖下来的红眼睛的再进行兄妹交配,下一代中又出现了白眼睛的 。尤其使他感到惊奇的是,这些白眼睛的果蝇,绝大多数是雄性的 。
摩尔根据此作出结论:红眼和白眼果蝇的出现,是由它们的遗传因子所决定的:这种特性总是同细胞中决定性别的成分联系在一起,染色体实际上是遗传因子的真正携带者 。他把这种现象称为:“性环连”,也即是性染色体上的基因(指存在于细胞内有自体繁殖能力的遗传单位)所表现的特殊遗传现象 。
1910年初,摩尔根同他的助手一起,在哥伦比亚大学建立了一所实验室,专门从事对果蝇的研究 。在这之前,奥地利的遗传学家孟德尔曾根据豌豆杂交试验的结果,于1865年发表了《植物杂交试验》的论文,提出了遗传单位(即基因》的概念,并且阐明了它的遗传规律 。但是,他所说的基因同染色体之间的关系,纯粹是推理性的,没有人能看到基因 。现在,摩尔根和他的同事们,却找到了检验这种推论的方法 。
1911年,摩尔根的一名助手首次绘制出了果蝇性别环连基因遗传图 。在摩尔根的主持下,后来其他基因的位置也被确定下来,证明基因是成直线排列的 。这样,摩尔根就成功地创立了基因学说 。
摩尔根留给后人的,不仅仅是基因学说 。在实验方法方面,他首先把定量分析方法应用于解决生物学问题,从而促使遗传学有了飞跃的发展,并且为现代新兴的一门学科——遗传工程奠定了基础 。
基因学说的内容是什么?摩尔根创立基因学说
“一个人的志向不宜定得太高,太高就会成为一种空想 。即使别人不取笑你,你也会自己把意志消磨掉的 。不妨把目标定得近些 。近了,就容易中的 。每一次都能中的,就能取得成功!”这是美国著名的遗传学家摩尔根说过的一句名言,在自己的成功之路上,他也正是如上所说去做的 。正是他这种务实的科学作风,才成就了他创立基因学说 。由于他在研究染色体在遗传中的作用方面取得非凡的成就,他于1933年被授予诺贝尔生理学及医学奖金 。
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