古老的信念,崭新的科学——谈遗传学的发展历程
遗传学作为一门科学得到迅猛发展还是本世纪的事。在这以前,人们对遗传学存在着很多错误的认识。
在正常情况下,生殖只涉及同一个物种的不同个体。但神话、传说等创造出来的奇怪生物,长期以来使人们一直相信不寻常的交配可以产生稀奇古怪的新后代,如人与马结合产生半人半马,人与牛产生的半人半牛等。神话传说也产生了许多单性生殖,处女生殖的例证,如《圣经》中上帝的儿子耶酥基督就是降生于纯洁的处女玛丽亚身上。人们对后天的获得性状可以遗传也深信不疑,例如《圣经》中雅各为其舅舅看管羊群,并答应将所有带条纹及有斑点的羊羔给他。开始这类羊非常稀少,雅各就将带条纹的榛木棍给母羊看,最后生出的仔都是带条纹的了。
现在,几乎人工都知道,近亲繁殖对后代是有害无益的,并通过法律明文禁止。但是,不到一个世纪以前,人们普遍认为它是有利的。在埃及,法老们一般与他们的姐妹或异父、异母姐妹结婚,希腊人则认为叔叔同侄女结婚大有好处。在我国,人们只是不允许同姓联姻以及直系亲属的乱伦行为, 而对表亲联姻则普遍叫好,认为这样是亲上加亲,因此,表兄妹结婚一直相当盛行,如《红楼梦》中的宝玉与宝钗或黛玉均为表亲。即使在今天,这种婚姻关系在某些地区特别是少数民族地区还相当盛行。
正是在这种混乱局面下,孟德尔通过 17 年的豌豆杂交实验,发现了遗传的分离规律及自由组合规律,即体细胞中成对的遗传因子在形成生殖细胞时相互分离,而不同对的遗传因子可以自由组合。1865 年 2 月 8 日和 3 月 8 日, 在两次“自然研究协会”召开的会议上,孟德尔公布了他的实验结果。但是他的这些发现并未引起世人的重视,没有人意识到他的实验的重要性。可以想见,在当时的背景条件下,人们普遍认为自己对遗传生殖等了解甚深,各种观念深植于人们的头脑中,因而很难设想他们会接受一些新的观点。因此, 与其说被人遗忘或忽视,还不如说这些东西不能为世人理解接受。若真的是被人遗忘,那么孟德尔定律应改称德佛里斯定律了。
1900 年,荷兰的德佛里斯,德国的考伦斯和奥地利的切尔马克通过各自独立的实验重新发现了分离及自由组合律,孟德尔的发现才引起科学界的注意,遗传学作为一门完整的科学才正式建立起来。
1910 年,摩尔根在果蝇的杂交实验中发现了连锁与交换定律,确立了基因在染色体上是线性排列的。1944 年,艾弗里通过肺炎球菌的转化实验证明了 DNA 是遗传的物质基础,使遗传学进入分子水平。
1953 年,沃森和克里克建立了 DNA 双螺旋结构模型。这一划时代的发现, 为分子遗传学的发展奠定了坚实的基础。从此,遗传学渗透于各个不同的领域,进入了其发展的全盛时期。