情有獨鍾(34)_學達書庫

三四

　　確實，直到一九四五年，科學家們並不認為大多數細菌具有染色體，許多生物學家懷疑究竟它們是不是有基因，至少按照術語的普通含義來講是這樣。象細菌這樣的染色體物質的確是由很細的線組成的，它一點也不象細胞遺傳學家在顯微鏡下一直看到的「染色的物體」。這些線不經歷較高等生物染色體以有絲分裂和減數分裂為特點的週期，因此細菌一直被認為是不適宜（甚至不可能）用作細胞學研究的。而且，自十九世紀末以來，人們就已經知道，核的主要化學組成是核蛋白——核酸和蛋白質的組合。

　　雖然生物學家不知道基因的化學基礎是什麼，但是核酸結構之簡單看來使他們作出了一個靠不住的選擇。大多數遺傳學家相信遺傳信息存在於染色體物質的蛋白質化合物之中。另一方面，細菌的染色體，即使有的話，只包括了很少的蛋白質。那麼，它們是怎樣攜帶遺傳信息的呢？最後，由無性分裂繁殖的細菌可能甚至無需遺傳器。整個細胞難道就不能簡單地一部分一部分地自身複製嗎？總的來說，細菌，作為有性複製、分化較高等的生物的複雜機制的模式，看來是一個不好的選擇。

　　德梅雷茨在一九五一年注意到的變化反映了整個四十年代一直進行著的三項不同然而相互關聯的發展，三項徹底的改變：一，遺傳學的研究方法；二，由誰研究遺傳學；以及三，最終怎樣理解基因。在幾年之內，詹姆斯·沃森能夠說：「基因不復是一個神秘的實體了，只要通過繁殖試驗就能研究它的情況。相反，它很快成為化學家們可以客觀地將其看作是與較小的分子同樣實在的分子物體。」

　　首先，這出由各學科上演的新戲的主要角色離經典遺傳學相距甚遠。他們是生化學家、微生物學家、X 射線結晶學家，或者，特別是物理學家。他們中間很少有人受到遺傳學的訓練，更不用說細胞學訓練了。三十年代和四十年代細胞學方面所進行的研究工作對生物學產生了巨大的影響，他們深信基因的性質是有形的、物質的。但是，當把注意力轉向基因的分子特徵時，他們就超過了細胞學家，在某種程度上甚至超過了較年長的遺傳學家。

　　對遺傳學新方法進行思考的主角是馬克斯·德爾布呂克，一位受過尼爾斯·波耳訓練的物理學家。普遍認為，德爾布呂克是分子生物學的奠基人之一，這與其說是因為與他的名字聯繫在一起的特殊發現，還不如說是因為他對新生物學家在思想上和方法論上所施加的影響。他忠於傳統，尋求簡單形式而不是複雜形式的理解——通過最簡單的形式將現象孤立起來進行研究，把變化著的、豐富多采的自然看作雜亂無章的東西，為了尋求總的法則，必須對其進行剪裁，進行清理。作為一個物理學家，他探索用可能是最簡單的生物進行分析。而在生物學中，最簡單的很可能指的是最小的。這可能意味著回避遺傳學家們一直試圖解釋的某些特殊複雜的問題。這種回避並不是一個問題，而是一種研究的好方法。

　　一九三七年，當德爾布呂克第一次從德國來美國時，他徑直到加利福尼亞理工學院，「想顯示一下他在物理科學方面的背景可以怎樣廣泛地應用於生物學問題。」接下去進行的工作是研究甚至比細菌更小的生物——這些生物是如此之小，以致於實際上在顯微鏡下也無法看到它們。一九二六年，費利克斯·德埃雷勒首先描述了細菌病毒的生活史。在將自身附著於宿主細菌上之後，它進入細菌進行自身複製，最後宿主細胞裂解，釋放出原病毒的子代來。因為細菌病毒（即噬菌體）太原始了，沒有宿主生物體的幫助不可能自身進行增殖，生物學家爭論說事實上它們究竟是不是真正的生物。

　　確實，這種處於有機分子和有生命生物邊緣狀態的中間物首先激起了德爾布呂克的興趣。他寫道：「某些大蛋白質分子（病毒）具有在有生命的生物中繁殖的性質，（這一過程）對化學是這樣的陌生，而對生物學卻又是這樣的基本。」這裡，無疑指的是可能存在的最簡單的體系，這一體系對研究複製過程來說確實是基本的。人們並不去注意究竟噬菌體（或者甚至細菌）是否擁有「基因」這一令人煩惱的問題，它進行了複製，這就足夠了。

　　八年之後，年齡稍長和更為老練的德爾布呂克回憶起年輕時代的熱情時流露出樂觀的情緒：

　　現在，假如有一位想像中的物理學家，尼爾斯·波爾的學生，
　　做了這樣一個實驗：一個病毒顆粒進入一個細菌細胞，二十分鐘
　　之後，細菌細胞裂解，釋放出一百個顆粒。他會說：「在二十分鐘
　　之內，一個顆粒怎麼會變成同一類型的一百個顆粒的？」那是非常
　　有趣的。讓我們來查明它是怎樣發生的！顆粒是怎樣進入細菌的？
　　它是怎樣繁殖的？它是象細菌一樣地繁殖、生長、分裂，還是以
　　全然不同的機制繁殖的？它是不是非得在細菌內部進行這一繁殖？

　　當我們把細菌碾碎後，繁殖還能象以前一樣地繼續嗎？這種繁殖
　　是有機化學家所沒有發現的有機化學的一個騙局嗎？讓我們
　　來查明它。這一現象是這樣的簡單，以致於不難找到答案。不出
　　幾個月我們就會知道，我們必須研究的是各種條件是怎樣影響繁
　　殖的。通過以不同的溫度，不同的培養基和用不同的病毒做一些
　　實驗，一切都會迎刃而解的。也許我們不得不在感染和裂解的中
　　間階段使其進入細菌。無論如何，每次實驗只要幾個小時，所以
　　無需很久所有問題都將得到解決。

　　德爾布呂克沒有解決「生命」的問題，但他的影響是明白無誤的。在同一個報告中，這位「想像的物理學家」補充說：

　　「喔，我犯了一個錯誤。我不能在幾個月內完成它。也許需
　　要幾十年，也許需要幾十個人的幫助。但是請聽一下我發現了什
　　麼。也許你們將會感興趣，將會同我一起幹。」

　　許多人聽了，事實上是已經聽了，也感到了興趣，就同他一起幹。

　　這些人中間的第一位是受過醫學訓練的微生物學家薩爾瓦多·盧裡亞，他是又一位從德、意法西斯蹂躪下新來的人。當他還在意大利時，他已經對噬菌體的研究感興趣了。這兩個人組成了協調和自然的搭擋，對象盧裡亞這樣的生物科學家來說，顯然，微生物的中心問題是確定遺傳器，特別是在突變能力方面，細菌是否象高等生物一樣。眾所周知，細菌能適應不同的環境，但是當時的許多生物學家認為這一適應是環境誘導的。盧裡亞把細菌稱作是「拉馬克主義的最後堡壘」。

　　一九四三年他設計了一個實驗，那能夠表明細菌的適應性究竟是環境誘導的，還是在自發突變中自然選擇的產物。他寫信給德爾布呂克，建議他們合作，花了大約幾個月，實驗完成了，結果發表了。他們的論文被視作是自然選擇理論的直接證據。同時，論文表明細菌在某種意義上經歷了與高等生物同樣的突變，現在遺傳學家可以毫無保留地將注意力轉向這一樂於每二十分鐘自身複製一次的簡單生物了。細菌遺傳學已成為研究的合法領域。

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