登陆注册
199800000097

第97章 近代遗传学的先驱——摩尔根

第四篇第六章近代遗传学的先驱——摩尔根

在现代生物学发展史上,曾有多名生物遗传学家获得诺贝尔生理学和医学奖,而美国的摩尔

根则是获此项殊荣的第一位遗传学家。

摩尔根1866年9月25日生于美国肯塔基州帕萨登那。他是孟德尔—摩尔根遗传学派的代表人

物,现代遗传学的先驱,他发现了伴性遗传规律,基因连锁与交换规律,证明了基因在染色

体上的直线排列,并创立了基因学说,于1933年获得诺贝尔生理学和医学奖。

 摩尔根的生平

摩尔根是查尔顿·摩尔根及其前妻艾伦·霍华德的儿子,父母双方都出身名门望族。他

的父亲曾于1860年初任驻西西里墨西纳的美国领事,并且援助过朱塞佩·加里波第及其“红

衫党”。

摩尔根在童年时代花费了很多时光,漫游了以农业为主的肯塔基州的山村田野。他曾多次走

访他的母亲的家乡马里兰州,使他有机会在夏季做进一步的考察,特别是收集化石。他还和

美国地质勘探队在肯塔基州的山区工作了两个夏季。所有这些活动,都使摩尔根十分爱好并

熟悉了博物学,他毕生保持了对博物学的爱好。

摩尔根于1880年进入肯塔基州立学院的预科部,学习了两年之后转入该学院的本科。1886年

他以最优异的成绩获得了动物学学士的学位。在大学学习时,摩尔根之所以倾向于科学,主

要是由于受了他的一位老师——地质学家克兰多尔和他的一位学友约瑟夫·H·凯斯特尔的

影响。凯斯特尔比摩尔根早毕业两年,并于1884年到约翰·霍普金斯大学攻读化学专业以获

取学位。可能是受到凯斯特尔的影响,同时也因为他母亲的家就住在巴尔的摩附近,摩尔根

被吸引到了霍普金斯大学去攻读化学专业。在1886年夏季进入这个学校之前,摩尔根到马萨

诸塞州安尼斯克姆的波士顿博物学会的海洋生物站工作。这是他第一次研究海洋生物。从此

以后,他毕生保持了对海洋生物学的兴趣。他最初工作的机构是设在马萨诸塞州伍兹霍尔的

海洋生物实验室。

在霍普金斯大学,摩尔根在福斯特从前的一位学生和赫胥黎的助手马丁指导下攻读普通生物

学、解剖学和生理学,在霍华德指导下攻读解剖学,在布鲁克斯指导下攻读形态学和胚胎学

,他跟布鲁克斯集中精力攻读形态学。1890年,他完成了论海洋蜘蛛的博士论文,并获得了

哲学博士学位。他依靠布鲁斯奖学金继续留在霍普金斯大学攻读了一年。1891年秋天,他到

布莱恩·莫尔大学,在那里他一直呆到1904年,直到威尔逊在哥伦比亚大学为他提供了一个

实验动物学讲座后才离开。自1904年到1928年,他是哥伦比亚大学 动物学系的一员,随后

受委任到加利福尼亚工艺学院建立了生物学专业。此后他一直留在加州工艺学院,积极从事

科研和管理工作,直到1945年,由于一场疾病,死在那里。

 摩尔根的成就

摩尔根一直被人们描绘成一个追根究底,讲求实际和敏感的人,作为一个勤奋而出色的

科学工作者,摩尔根满腔热情地投入到自己的科学实验中去,在他的后半生里,他的研究方

法大都是实验方法。在1895年到1902年期间,他集中研究了实验胚胎学;在1903年到1910年

间又集中研究了进化论,特别是同决定性别有关的遗传学和细胞学;自1910年到1925年,他

集中研究了果蝇的遗传问题;自1925年到1945年,他又集中研究了胚胎学及其遗传和进

化的关系。在这一时期中,摩尔根不只是研究一个问题。他的兴趣极其广泛,以至于

他总是同时研究几个问题,而且那些问题的内容往往是各不相干。几乎在他的学术生涯的任

何一个时刻,他都在进化、遗传和发生等广阔的领域里来回地转移。

以下,我们主要关注其在遗传学领域的伟大成就。

摩尔根在遗传学实验中主要是以果蝇为实验材料,果蝇给摩尔根的研究带来巨大的成功,以

致后来有人说:“上帝为了摩尔根才创造了这种果蝇。”

果蝇是小型蝇类动物,体长只有几个毫米。由于它喜欢在腐烂水果上飞舞,所以人称果蝇。

实际上它喜欢的是腐烂水果发酵产生出的酒,所以酒发酵池前也会招引来很多果蝇,古希腊

人称果蝇为“嗜酒者”。

作为实验动物,果蝇有很多优点。首先是饲养容易,用一只牛奶瓶,放一些捣烂的香蕉,就

可以饲养数百甚至上千只果蝇。其次是繁殖快,在25℃左右温度下十几天就繁殖一代,一只

雌果蝇一代能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料,一年才种植一代。摩尔根最初以小鼠

和鸽子为实验动物研究遗传学,效果也不理想。后来经人介绍,摩尔根于1908年开始饲养果

蝇。果蝇只有

四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形

状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。对于这些有利的特点,摩尔

根也不是一下子都认识清楚了的,而是后来在研究工作中逐渐体会到的。

 发现伴性遗传规律

摩尔根的实验室起初是用果蝇研究后天获得性状能否遗传的问题。他把果蝇在黑暗环境

中连续培养很多代,按照拉马克的用进废退、后天获得性状可以遗传的理论,其视力应该逐

渐退化。但是结果不是这样,摩尔根认为这个实验白费工夫了。

摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现,是从一只白眼果蝇开始的,他由这只白眼果蝇

发现了伴性遗传。

野生的果蝇眼睛都是红色,但是在1910年时,摩尔根发现了一只白眼雄果蝇。按照基因学

,这是发生了基因突变。用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。

按孟德尔学说解释,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代

,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼,一半是白眼。如果不论雌雄,红眼果蝇与白眼

果蝇的比例是3∶1,符合孟德尔定律。可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?

摩尔根也做了回交试验,让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配,结果生

出的果蝇无论雌雄都是红眼、白眼各占一半,这也符合孟德尔定律。

摩尔根根据这些实验结果进行了深入思考,他提出了一种假设:决定果蝇眼睛颜色的基

因存在于性染色体中的X染色体上。雄果蝇的一对性染色体由X染色体和Y染色体组成,Y染色

体很小,其上基因很少,所以只要其X染色体上有白眼基因,白眼性状就表现出来。雌果蝇

的性染色体是一对X染色体,因为白眼是隐性性状,只有其一对X染色体上都有白眼基因才会

表现为白眼性状。根据这种假设,就可以圆满解释上述实验结果。

白眼基因存在于性染色体上,它的遗传规律与性别有关,这就叫“伴性遗传”。

人色盲的遗传、血友病的遗传,也是伴性遗传。色盲患者多是男性,女性很少;男性色

盲患者的子女一般不色盲,可是其外孙中又出现色盲。对这种现象人们过去一直迷惑不解,

伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。

 发现连锁与交换规律

摩尔根发现,代表生物遗传秘密的基因的确存在于生殖细胞的染色体上。而且,他还发现,

基因在每条染色体内是直线排列的。染色体可以自由组合,而排在一条染色体上的基因是不

能自由组合的。摩尔根把这种特点称为基因的“连锁"。这一结果,也是从果蝇实验中得到

的。

通过适当选择交配对象,摩尔根得到了同时具有两种伴性遗传突变的果蝇,如白眼黄身果蝇

,他让这种果蝇与普通的野生果蝇或具有不同伴性遗传突变的果蝇交配,例如,白眼黄身果

蝇与野生的红眼灰身交配,后代中白眼黄身者或红眼灰身者占99%,而没有表现连锁遗传的

即白眼灰身的或红眼黄身的只占1%。

这说明连锁并不是百分之百,而且不同基因之间的连锁程度有高有低,摩尔根在长期的试验

中发现,由于同源染色体的断离与结合,而产生了基因的互相交换。不过交换的情况很少,

只占1%。摩尔根又进一步想到,同一条染色体上的两个基因,相距越远则发生交换的可能

性越大,因此根据交换率的高低可以判断出基因之间的相对位置。由此,综合大量实验结

果,摩尔根绘出了果蝇四对染色体的基因图,把每条染色体上的所有基因排成一条直线,交

换率越小的摆的位置越近。在根本无法看到基因的情况下,摩尔根竟然绘出这样的基因图,

人们不得不佩服他的实验工作和逻辑推理都非常严密。

连锁和交换定律,是摩尔根发现的遗传第三定律。

摩尔根的后期,对遗传学的影响已超出了果蝇的研究和古典的染色体理论的范围。虽然

他不是20世纪40年代出现的现代生物化学和生物遗传学的倡导者,但他孕育了这种思潮。摩

尔根的主要作用在于把整个生物学,特别是把遗传学和胚胎学,从那种由形态学传统中脱胎

出来描述性的和高度思辨的科学,变成以定量分析法为基础的科学。从胚胎学开始到后来转

入遗传学领域,他都首先采用实验的方法,然后采用定量分析的方法,用来解决生物学问题

。摩尔根对染色体遗传理论这一项的研究,就足以使他在近代生物学史上赢得一个重要的地

位,再加上他在胚胎学方面的重大贡献以级及对新的方法论的热心提倡,使他可以被列为20

世纪最重要的生物学家之一。

同类推荐
  • 最精彩的成长故事全集

    最精彩的成长故事全集

    成长的故事很多很多,有欢乐也有悲哀;成长的岁月很长很长,需要我们一点一滴去感悟。岁月不会回头,抓住今天的每一秒,把希望系于明天的彩云,成长就是希望编织的彩带,串联回忆和向往。本书精心挑选了400多个寓意深刻、耐人寻味的成长故事,是亲子共读的首选范本。
  • 骑鹅旅行记

    骑鹅旅行记

    故事写的是瑞典最南部村庄的一个男孩,他性格孤僻,对读书毫无兴趣,喜欢恶作剧,总是给父母惹麻烦。他被小狐仙变成了一个拇指大的小人儿,骑着家里的一只雄鹅,与一群大雁一起飞翔。他经历了许多奇险的事物,周游了全国,最后恢复了人形,成了一个温柔、忠诚、善良而富有责任感的男孩。
  • 借助游戏测智力(超级智商训练营)

    借助游戏测智力(超级智商训练营)

    本书精选了这些全球著名学校的经典智力测试游戏,里面既有暗含机关的巧思妙解,又有别出心裁的逻辑挑战。锻炼你的分析力、计算力、观察力、想象力,象形力、判断力、创新力、思辨力以及逻辑思维九种能力,发散思维。迎接挑战,你准备好了吗?赶快来接受挑战吧。
  • 沐阳语丝

    沐阳语丝

    《沐阳语丝》包换小米粒历险记、贪婪的指针、泡泡的世界、一半鸡、小鱼鲮鲮历险记、猫鼠大战、玫瑰花精灵、三国手指、我最喜欢的一棵大树、荷花、假如我是魔法师、蚂蚁世界的非凡旅行等篇章。
  • 动物庄园·1984

    动物庄园·1984

    乔治·奥威尔编著的《动物庄园》被认为是20世纪反乌托邦政治讽喻寓言的代表作品之一。庄园的一群动物成功地进行了一场“革命”,将压榨它们的人类东家赶出庄园,建立起一个平等的动物社会。但是“革命”中动物领袖最终却篡夺了革命果实,成为比人类东家更加专制的统治者。《1984》是一部著名的政治寓言小说,也是一部幻想小说。作品刻画了人类在集权主义社会的生存状态,仿佛一个永不退色的警世标签,警醒世人提防这种预想中的黑暗成为现实。历经几十年,其生命力日益强大,被誉为20世纪影响深远的文学经典之一。
热门推荐
  • 我们三个都是穿越来的

    我们三个都是穿越来的

    我是因为看了很多的穿越小说,也很想穿越。谁想我想想就能穿越,穿越就穿越吧,居然穿成怀孕九月的待产产妇,开玩笑嘛!人家在二十一世纪还是黄花一枚呢。这也可以接受,可是明明是丞相之女,堂堂四皇子的正牌王妃怎么会居住在这么一个几十平米得破落小院子里,她怎么混的,亏她还一身绝世武功,再是医毒双绝。哎。没关系,既然让我继承了这么多优越条件,一个王爷算得了什么?生下一对龙凤胎,居然都是穿过来的,神啊,你对我太好了吧?且看我们母子三人在古代风生水起笑料百出的古代生活吧。片段一在我走出大门时,突然转身对着轩辕心安说道:“王爷,若是哪天不幸你爱上了我,我定会让你生不如死的。”然后魅惑地一笑,潇洒地走了出去。片段二当我对着铜镜里的美人自恋地哼出不着调地歌时。“别哼了,难听死了。”一个清脆的声音响起。~~~接着一声尖叫紧跟着另一声尖叫。我用上轻功躲进了被子里.~~~"我和你一样是二十一世纪来的。”“你好,娘亲,哥哥,以后要多多指教。”来自两个婴儿的嘴里,我摸摸额头,没高烧啊。片段三“小鱼儿,我可是你孩子的爹,况且我没有写休书,你还是我的王妃。我会对你好的。”安王爷霸道地说道。“你们认识他吗?他说是你们的爹?”我问着脚边的两个孩子。“不认识,”女孩说道。“我们的爹不是埋在土里了吗?怎么他一点也不脏?”男孩问道。那个男人满头黑线。“对不起,我们不认识你。”说完拉着孩子转身就走。片段四“爹爹,这是我娘,你看漂亮吧?”南宫心乐拉着一个白衣帅哥进来问道。我无语中。“爹爹,你看我娘亲厉害吧?“南宫心馨拉着另外一个妖精似地男人走了进来。我想晕。“这才是我们的爹。”“才不是呢,这个才是”两人开始吵起来了。“我才是你们的爹。”安王爷气急地吼道。“滚一边去。”两个小孩同时说道。屋里顿时混乱之中。转头,回屋睡觉去了。推荐完结文《别哭黛玉》完结文《穿越之无泪潇湘》新文,《极品花痴》
  • 君临天下不识妻:绝版皇后

    君临天下不识妻:绝版皇后

    她是正宫娘娘,三年来过着与世隔绝的生活。没有人见过她的真面目,包括她的夫君——景泰国最高执权者轩辕毅,可一场邂逅,却打破了原本平静地生活......他爱上了她,她也爱上了他。然而,命运总是多变的。为了他,她甘愿放弃一切。为了她,他独守后宫灵位。事隔多年,是老天的怜悯亦或命运的捉弄。。。看着这个几乎与自己长得一模一样的可爱小人,他动摇了。“皇上叔叔,看着你,我就好像在照镜子呢?”是她吗?她还活着吗?那。。。。
  • 爱情离我三厘米

    爱情离我三厘米

    本书里面那个可爱的女生李薇拉和可爱的男生宁不悔是多么令人忍俊不禁的一对同桌,不仅让每个人都会不由的回想起自己曾经和他(她)的同桌时光,也是如此这般的美好有趣,或亦欢欣雀跃。这本书中有很多悬疑的地方,作者总是在适当的时候丢些疑问,让人越看越爱看,一步一步细致的看下去,欲罢不能。
  • 傲世嫡女:妖孽滚远点

    傲世嫡女:妖孽滚远点

    《女强,女主越来越强!》她是让人闻风丧胆的飒风组织的首领。穿越到蓝宫家的嫡女身上。蓝宫家的嫡女虽然说武功高强,但是比起灵念来,她会的这些都不算什么了。<br/>相貌一般,也没有修炼灵念的资质。但是这家里的老祖宗对她还真不是一般的宠溺,就因为如此,其他的家人都视她为眼中钉!<br/>眼前的这个男人是谁?这个绝美的男人怎么这么可恶?不停地嫌弃她,还口口声声的说要帮助她。既然已经决定要变强,那么就按照他的方法试试吧………<br/>这是做什么?未婚夫带着小三嚣张的来退婚?原因就是嫌弃她没有修炼灵念的资质?好吧!<br/>她从来就不相信没有这种资质,就不能修炼的道理!<br/>她现在没实力,五年以后且看她,冰冻三尺非一日之寒。刀还没磨好,但已经出鞘……
  • 饮食亲家和冤家

    饮食亲家和冤家

    如何让食物的营养被人体充分吸收?如何避免食物相克给人体带来的健康隐患?如何根据我们自身的实际需要选择、搭配适宜的食物?《饮食亲家和冤家》都可以给你详细解答。俗话说:“民以食为天”,吃得好、喝得好,身体才能好。阅读《饮食亲家和冤家》,可以让你学习饮食法则,让你科学、合理安排日常饮食,为拥有健康的身体提供保障。
  • 飞碟追踪(走进科学)

    飞碟追踪(走进科学)

    茫茫宇宙,浩浩人海,真是无奇不有,怪事迭起,许许多多的难解之谜和科技神奇奥妙无穷,神秘莫测,使我们对自己的生存环境捉摸不透。在各年间,武汉、甘肃、新疆等地出现各种形状的UFO飞碟。
  • 古代战役

    古代战役

    《中国文化知识读本:古代战役》以优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,介绍古代战役的有关内容。具体内容包括:先秦时期的战役、秦汉时期的战役、魏晋南北朝时期的战役、隋唐五代时期的战役、宋元时期的战役、明清时期的战役等。
  • 第一萌婚:继承者的天价逃妻

    第一萌婚:继承者的天价逃妻

    她误惹恶魔BOSS!“那天,是不是你?”他把她逼至墙角,让她退无可退,“回答我,是、不是?”“不是!”当她知道他的真实身份,打死不肯承认。“那么,欣赏一下——”他拿出一截视频,将她彻彻底底砸醒。“我要你!”他一把捏住她的下颚,“不是地下交易,不是暧昧对象,做我女人,我娶你!”【每天固定一万字,通常晚间八点更新完】包月用户免费看!!!
  • 溺爱丑夫之夫人威武

    溺爱丑夫之夫人威武

    据说将军府的少将军年少有为,出战必胜,深得君心,却三十好几了好没有娶到老婆。因为少将军的脸上有一道狰狞的疤痕,再加上他魁梧的身材,女子见了皆是惧怕,稍微胆小点的直接晕倒。太后娘娘心急如焚,下旨丞相府必须嫁一女儿过去,嫡庶不论。从不为人知的相府三小姐,惊天出嫁。一时之间,各大赌坊相继摆局,赌的是,这位三小姐会不会在新婚之夜吓死。第二天,三小姐笑意盈盈送夫出门,一脸幸福。世人下巴皆掉,这是什么情况?!从此以后,世人皆知,少将军夫人宠夫上天。谁要是敢说一句少将军的不是,就等着倒霉吧。**她三世为人,终是逃不过那层层阴谋,注定要在这阴谋圈中周旋。上一世的灭门深仇,让她怎么也抛不掉撇不开,要用尽一切力量,将所有的真相都揭露出来。只是眼前的男人,却是她亏欠最深的人。她什么都依他,什么都顺他的意,只希望他平安顺利。只是没想到沉默的羔羊实际上是吃人的大灰狼,吃下去连骨头都不吐!**据说某一日,少将军想让夫人抛弃心中的仇恨,于是……“你什么都依我,说是出嫁从夫。”“恩。”“那什么条件都答应?”“恩。”“那可愿意为我抛弃心里的恨?”“……”夫人僵硬,摇摇头,“除了这个什么都可以依你。”“恩,为夫帮你报仇。你只要乖乖听话就好。”少将军熟练的宽衣解带。“……”第二天,夫人后悔了。腰好痛……谁说出嫁从夫的,老娘不干了!
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。