五千年(敝帚自珍)

主题:【征文】T.Morgan-The man next to God -- 水风

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家园 T.Morgan-The man next to God 3

1900 年,三位科学家 Carl Correns, Erich von Tschermak and Hugo De Vries 分别独立的再次发现了孟德尔的工作,并在故纸堆里面把这位修道士的原始工作报告找了出来(由此可见试验纪录的重要性)。由此,遗传学正式创立,并亲发了一个对于遗传学研究的小高潮。

伴随着大量清晰确切的进化证据,20世纪初的进化论已经得到大多数科学家的公认。但是,对于达尔文所提出的连续产生的小变异所导致的物竞天择的进化论观点,大家还是持普遍的不信任态度。同时,曾经流行一时的拉马克的用进废退的观点,也逐渐被大家所抛弃。大量的研究工作表明个体间的差异往往是自然存在的,连续性的,往往并不代表了遗传物质上的差异。De Vries 提出了一个新的理论,新的物种的产生是由于突变,这个理论绕开了拉马克和达尔文,获得了很多人的青睐。

当1904年摩尔根加入哥伦比亚大学的实验动物学系的时候,他的眼光也跟大多数同时期的科学家一样,落在了遗传和进化上面。一开始,摩尔根对于孟德尔的遗传理论持怀疑态度。尤其是相关的性染色体决定的理论,因为这个理论在当时是被看作自然选择的一个例证。作为一个胚胎学家,摩尔根注意到无论是拉马克还是达尔文的理论都不能解释在早期胚胎发育过程中,某些未成形器官,比如眼睛所受到的选择性压力。同时,受当时对于分类学研究的束缚,他不能够接受看起来截然不同的物种存在相互转变的可能。所以摩尔根对于De Vries 的理论很欣赏,并着手设计实验来验证这个理论。

在大约1908年左右, 摩尔根开始用果蝇 Drosophila melanogaster点看全图

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来做实验,准备在遗传上验证 De Vries 的理论。

果蝇是第一个被确立的模式动物。成体的果蝇很小,雌果蝇大一点,大约有2.5mm长,雄果蝇还要小一点点看全图
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。野生的果蝇是棕黄色,有着红色的眼睛。自然界中的果蝇有很多种。果蝇最早被用来做实验,是Charles W. Woodworth在20世纪初在哈佛学习的时候开始的。因为有着种种优点,Charles W. Woodworth建议 William E. Castle, 当时是哈佛的胚胎学教授用果蝇来进行遗传学研究。同时期的另外一个遗传学家F. E. Lutz 开始感兴趣,并介绍给了摩尔根。

Fernandus Payne当时是摩尔根手下的一个研究生,他负责用物理学、化学方法以及放射性来诱导果蝇产生突变。但是在头几年里面,他没有发现一个突变。不仅仅是摩尔根,哈佛教授William E. Castle 也在为鉴定突变的事情而挠头。因为果蝇实在是太小了,而且在不停的飞来飞去或者爬来爬去。Fernandus Payne当时的另外一个课题是把果蝇在黑暗里面培植,看是否能够产生盲果蝇。因为依照拉马克的用进废退的理论,处在黑暗中的果蝇的眼睛没有用处,很可能产生突变。Fernandus 的果蝇试验一直进行了69代,还是没有看见一个瞎果蝇出来。(可见是老板都有折腾学生的习惯,这不整个一瞎扯么,这么低级的错误,还是摩尔根犯的,真是让人大跌眼镜)不过Fernandus 产生的突变体,摩尔根实验室倒是一直应用了好久。

第一个突变的发现纯属意外。号称小胖子的C.B. Bridges 当时正在摩尔根实验室里面打工。他在1909年的时候,选修了摩尔根的普通生物学和胚胎学的课。因此变得对于科学研究异常的感兴趣。C.B. Bridges 在哥伦比亚大学里面拿了一批的奖学金并找了一堆稀奇古怪的工作。1910年的时候,摩尔根雇用了他在实验室里面洗瓶子。但是摩尔根给了这个年轻人一张桌子,并许诺将来给他做研究的机会。正是这个年轻人首先发现了第一个突变体。当时他正要清洗一批脏瓶子,却意外的注意到其中的一个瓶子里面有着一只明亮眼睛的小可爱。这只白眼睛的果蝇,被命名为白白“White”。正是这只果蝇,成为了后来所有性连锁突变的白眼睛果蝇的始祖。也是这只果蝇,开始了摩尔根的辉煌的果蝇研究之路。因为这个发现,摩尔根才正式许诺C.B. Bridges 可以参与果蝇的繁殖培育以及突变体筛选工作。

很快,摩尔根就会知道这个决定是多么多么的明智。C.B. Bridges 很快被证明有着一双火眼金睛。在哥伦比亚大学里面发现的大多数突变体,都有这个小伙子的功劳。不仅如此,C.B. Bridges 设计制造了双目镜的显微镜来检查果蝇(当时他的同行们用的都是手持式放大镜,而摩尔根则别出心裁的用了一只钟表匠的夹在眼上的单目镜),使得突变体被检出的效率大大提高。

C.B. Bridges 关于这只果蝇的工作最终在1916年的《遗传学》首刊号上发表。这是第一篇关于染色体缺失和多于染色体的报道。C.B. Bridges 不仅成功地解释了这些现象,同时也为染色体遗传理论提供了让人信服的证据。

由此可见,不要歧视任何一个人,哪怕是在你实验室里扫地洗瓶子的。如果不是C.B. Bridges 在38岁就早早去世的话,诺贝尔奖获得者里面就有一个扫地洗瓶子出身的。

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