(四)摩尔根的贡献
可是,这个划时代的发现,在当时并没有引起科学界的注意。孟德尔活着的时候,既没有像达尔文那样受到那么多的攻击,也没有像达尔文那样享有那么多的荣誉。
孟德尔逝世以后,三个生命之谜和遗传之谜的探索者,同时注意到1866年孟德尔发表的论文——《植物杂交试验》。他们互不相关地作了与孟德尔类似的植物育种试验,得到了和孟德尔一样的结论。这是1900年的事。这三位科学家是德国的柯伦斯、荷兰的底弗里斯和奥地利的丘马克。
这三位科学家的试验结果发表以后,激起了全世界科学家对解开遗传之谜和生命之谜的极大兴趣。许多科学家跟踪追击,决心找到打开生命之谜和遗传之谜的钥匙。
细胞学说的建立
孟德尔只是告诉人们,生物体内存在着一群生命之歌和遗传之歌的“演奏者”。可是,这些像精灵一样虚无缥缈的“演奏者”在生物体内的哪一个部位呢?
要搞清这个问题,必须知道生物体的结构。这使我们不得不追述一下与这个问题相关的另一学科的科学家的探索。
达尔文、孟德尔等科学家的发现和创立的学说,都主要是基于对生物群体、个体、器官的研究成果得出的。对生物的生命活动和遗传现象本质的认识深入到细胞内部,很大程度上要归功于细胞学说的建立。在19世纪细胞学说正式建立以前,有不少科学家已为此奠定了基础。
1610年,伽利略发明了简单的显微镜,为细胞的发现创造了条件。1665年,英国科学家胡克在伦敦用他制造出来的第一台复合显微镜观察了薄的软木片,发现软木是由他称之为细胞的盒状小室组成的。与此同时,荷兰的一个守门人列文虎克利用业余时间磨制了一个短焦长距透镜,制成了一架简单的显微镜。他用这台显微镜观察了一滴池塘水中的单细胞有机体后,说:“使我非常惊奇的是,我发现一滴池塘水中含有很多非常小的微动体,其行动十分逗人喜爱。这些一个挨一个的小生命的活动,可以和大量在空中游乐的蠓虫和苍蝇相比。”列文虎克还在鲑鱼血液的红细胞中观察到细胞中的细胞核。
以后,不少科学家继续对生物体显微结构进行研究。到19世纪初已经知道,动物的所有器官都是由组织如肌肉、骨骼、软骨和脂肪组成的。同样,高等植物的根、茎、叶以及其他器官也是由不同的组织组成的。并有人提出了所有组织都是由“极小的球状细胞”组成的理论。施莱登对植物细胞,施旺对动物细胞的深入研究,奠定了细胞学说的基础。他们认为,一切生命物质,从单细胞有机体中的最简单到最复杂的高等植物和动物,都是由细胞组成的,并且每个细胞既能够独立地起作用,也能作为整个有机体的总体部分行使功能。以后,科学家们发现了细胞分裂现象。19世纪后期,由于发明了专一地使细胞核物质着色的染料,从而证明了动植物的细胞内有一个细胞核。后来,发现了细胞分裂时从细胞核物质中出现了一个称之为染色体的东西。这是德国生物学家弗莱明1879年发现的。因为细胞核内散布着的这些微粒很容易着色,所以称这种物质为染色体。
请记住:染色体,它是与生命活动有关的一种很重要的物质。
摩尔根
20世纪初期,有一位美国的科学家摩尔根,醉心于研究果蝇。有人对他的行为很不理解,连篇累牍地写文章批评他。是啊!世界上有那么多重要的生物你不去研究,为啥偏偏要研究这不惹人注目的果蝇呢?
然而,摩尔根在用毕生的精力研究了果蝇的生活之后,竟然找到了打开生命和遗传之谜的第二把钥匙!他在孟德尔、约翰生、贝德生和其他一些科学家工作的基础上,通过果蝇杂交试验,发现那一群生命之歌和遗传之歌的神秘“演奏者”,也就是被科学家们称为基因的东西,就住在散布在细胞核里的那些染色体上。他把自己的发现写进1926年发表的名著《基因学说》里。“基因”这种虚无缥渺的精灵终于被找到了下落。
艾福里
虽然摩尔根找到了那一群神秘的“演奏者”的下落,但是,探索生命奥秘的战斗还远远没有结束。染色体是由核酸和蛋白质两种物质组成的。那么,核酸和蛋白质,到底谁是生命之歌的演奏者——基因的“公寓”呢?
人们最初把注意力集中到蛋白质上。蛋白质的种类很多,在生命体中几乎到处可以看到它的踪迹。例如,植物的茎和蜘蛛吐的丝,是由纤维蛋白组成的;鱼的鳞和飞禽的羽毛,都含有角蛋白;动物的血液中存在着血红蛋白;人体的抗体、激素和神经等,也含有蛋白质。在生物体的每一项活动中,起催化作用的酶大多是蛋白质。生物体的一举一动,似乎都是依赖蛋白质来完成的。
科学家们认为生命的秘密藏在蛋白质里,那个神秘的演奏者一定就“住”在蛋白质里。于是,成百上千的科学家投入对蛋白质的研究工作中,企图从蛋白质身上揭开生命之谜和遗传之谜。这些研究工作取得了很大的成绩,这将在后面谈到。但是,科学家们却不能证实“基因”就藏在蛋白质里。
一些研究工作者决定另辟蹊径,他们关心起组成染色体的另一类物质——核酸来。本来,早在1868年,瑞士生物化学家米歇尔就发现了核酸。核酸在生物体中广泛存在,所有的动物、植物、微生物和病毒中都含有核酸。可是,核酸被发现后却在很长一段时间没有引起科学家多大的重视。直到1944年,一个名叫艾福里的美国科学家研究肺炎双球菌,证实了核酸在遗传中的关键作用之后,核酸才引起了全世界科学家的极大关注。
艾福里注意到1928年英国医生格利菲斯发现的一件令人惊奇的事实。格利菲斯医生将一种有毒的肺炎双球菌杀死,同一种无毒的肺炎双球菌混在一起,注射到小白鼠身上,结果已经杀死的有毒肺炎双球菌复活了,使小白鼠致死。艾福里通过精密的试验,证实了能使死菌复活的物质不是蛋白质,而是核酸。生命的最大秘密隐藏在核酸之中,核酸是基因的载体。艾福里和他的同事们找到了打开生命迷宫的第三把钥匙,这是一个了不起的贡献。
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