情有獨鍾(1)_學達書庫

一

　　◎第一章　歷史的回顧

　　巴巴拉·麥克林托克第一次接觸到遺傳科學時，這門學科還非常年輕，只比她的年齡稍大一些。雖然在她誕生的前兩年，即一九〇〇年，人們已重新發現了孟德爾的著作，但是直到一九〇五年，還沒有創造出「遺傳學」這個詞；而「基因」這個詞則直到一九〇九年還未被人承認。甚至在那以後，它的定義還是不清楚的，因而當然也就不會被認為是在生物體內部依賴生物體而存在的一種物質實體。基因充其量不過是一個抽象的概念，用來使一些規律有意義而已。而根據這些規律，遺傳特性是從一代傳到下一代的。一九〇二年，一位美國研究生沃爾特·薩頓和德國動物學家西奧多·博維裡各自獨立地提出了這樣一個輝煌的思想：細胞學家所研究的孟德爾「因子」，亦即基因，是與細胞內部染色體的結構有關係的。

　　在麥克林托克一九一九年到康乃爾大學以前的年月裡，已經有足夠多的證據令人信服地證實了基因和染色體結構之間的關係。這些證據大部分來自哥倫比亞大學T.H.摩爾根的「果蠅室」。從一九一〇年到一九一六年，摩爾根、A.H·斯特蒂文特、H.J.馬勒和C.B.布裡奇斯對果蠅的染色體和基因進行了研究，獲得了證實基因和染色體之間存在著關係所必需的大量證據。在這個實驗室裡誕生了細胞學科學。通過對有特別明顯特徵的生物（例如果蠅，它的主要差異是眼睛的顏色和翅膀的形狀）進行雜交或交配，研究人員試圖將生物的連續世代特徵與特殊的（X或Y）染色休的特徵互相聯繫起來。有了這些成果，遺傳學家就能根據孟德爾遺傳學大膽地假設出一個物質的基礎。

　　到一九一五年，已有了十分充分的證據，從而使得摩爾根、斯特蒂文特、馬勒和布裡奇斯能夠出版他們的劃時代的著作《孟德爾遺傳機制》，第一次試用染色體理論的術語來解釋遺傳學的全部原理。以後的年代就是熱烈的論爭和T.H.摩爾根廢寢忘食地進行工作的年代。那時，甚至象伊文·威廉·貝特森這樣的早期孟德爾理論的辯護人，也曾反對為遺傳學假設一個如此「唯物主義的」基礎，而摩爾根自己早年也曾這樣反對過。但是，隨著證據的不斷積累，要向染色體理論提出挑戰就越來越困難了。大部分不在大學裡工作的生物學家，特別是農業學校的生物學家，對於新的生物學的熱忱，一直比不上他們在大學裡的同行們。對他們中的許多人來說，哥倫比亞大學所研究的仍然是可疑的「抽象物」。雖然早在一九一一年摩爾根就竭力主張「細胞學要為實驗證據提供所需要的原理」，而在農業研究方面，細胞學工作仍不是一個優先考慮的課題。

　　一九二七年，巴巴拉·麥克林托克獲得康乃爾大學農學院植物學博士學位，當時，哥倫比亞大學摩爾根果蠅室使細胞學和遺傳學聯姻所引起的軒然大波還沒有波及到康乃爾大學。也許其最重要的差別在於，康乃爾的遺傳學家研究的是玉米而不是果蠅。在康乃爾大學的R.A.埃默森的影響下，玉米植物已成為研究遺傳學的最有力的工具。玉米棒子上籽粒的顏色鮮豔易辨，幾乎圖解式地表明瞭遺傳的特徵。果蠅每十天就向遺傳學家提供一批新的一代，而玉米則成熟得較慢；實驗人員有充分的時間可對每株植物進行細緻的瞭解，並追蹤其一個世代的發育情況。但是，儘管人們對遺傳學已開展了廣泛的研究，卻幾乎還沒有分析過玉米的染色體。麥克林托克還在讀研究生時，就已向她的康乃爾大學的同事們證實，玉米遺傳學象果蠅遺傳學一樣，不僅可以通過培育這種生物觀察其後代生長的情況，而且還可以通過顯微鏡檢查染色體來進行研究。這樣就跨進了遺傳學奧秘的新的窗口，這件事對整個遺傳學未來的發展是具有決定性意義的，

　　麥克林托克用一種剛由細胞學家約翰·貝林發明的重要的新染色技術成功地鑒定和描繪了玉米染色單體的長度、形狀和模式。這項工作一經完成，她就可以把育種實驗的結果（遺傳交叉）同染色體的研究結合起來。在以後的年代裡，麥克林托克發表了一系列論文，把玉米提高到可以和果蠅競爭的地位。同時也為她自己確立了美國第一流的細胞遺傳學家的地位。一九三一年，她和學生哈裡特·克賴頓在《國家科學研究院記錄彙編》上發表了一篇論文，證實在性細胞形成時所發生的遺傳信息交換，是和染色體物質交換一起進行的。這叫做「玉米細胞學和遺傳交換的相關性」。這一研究成果，被稱為「真正偉大的現代生物學實驗之一」，它使得研究人員終於無可辯駁地獲得了遺傳學的染色體基礎。詹姆斯·彼得斯在他的《遺傳學經典論文》一文中介紹了麥克林托克的這項工作，文章說：

　　現在我們終於取得了一個分析，把最後的一個鏈環裝到了鏈
　　上，從這裡，我們看到了細胞學的證據和遺傳學的結論之間的相
　　關性，那是如此的有力和顯而易見，以致你無法否定它的正確性。
　　這篇論文被稱為實驗遺傳學的里程碑。不，它不止是里程碑，它
　　是這門學科的一塊奠基石。

　　整個三十年代，麥克林托克在康乃爾大學，在加州理工學院，接著又在密蘇裡大學，不斷地做實驗，不斷地發表文章，這加強了細胞學和遺傳學之間的關係，但同時也使之複雜化了。一九三九年，她被選為美國遺傳學會的副主席，一九四四年成為國家科學研究院的院士，一九四五年擔任遺傳學會的主席。

　　在被選入國家研究院的那一年，她開始了一系列的實驗，使她得出了「轉座」的結論，現在許多人都認為這是她事業中最重要的一項成果。然而在當時，只有她自己那麼想，而對大多數人來說，她的結論似乎太激進了。如果說一九四九年在麥克林托克的事業裡是關鍵性的一年的話，那麼對遺傳學歷史來說同樣也是決定性的年份。不過原因卻與麥克林托克無關。就在這一年裡，微生物學家奧斯瓦德·艾弗裡和他的同事科林·麥克理奧德和麥克林·麥卡迭發表論文，證實DNA是遺傳的物質基礎。

　　麥克林托克的事業是在生物學思想發生重大革命的時刻開始的。現在她又目擊了另一次同樣重要的革命。關於分子生物學誕生的故事，現今已被講述了多次，在這個故事裡，既有緊張而又富戲劇性的事件，又有有聲有色的人物；它時而是快速的行動，時而又是孤注一擲的戰鬥。到五十年代中期，分子生物學的風暴席捲了生物世界。看來它已解決了生命的問題。它給生物學帶來了一個需要探究的全新的世界和一個用科學語言進行闡述的全新的模式。而在這個需要探究的世界裡，麥克林托克的工作，看來卻越來越帶有個人的風格，越來越不引人注目。

　　一九三八年，物理學家馬克斯·德爾布呂克把注意力轉向了遺傳問題，他爭辯說噬菌體的重要性在於它是「研究生物自身複製的理想材料」。噬菌體是一種亞細胞的和亞細微的粒子，只是在最近才被確定為生命的一種形式。

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