今天讲科学家们的小故事,到底是谁把染色体和遗传联系起来的?这时出现了一位美国科学家的名字,历史上最大的科技大国开始浮出水面,美国科学家开始慢慢接过1902年遗传学发展的大旗。这位科学家的名字是沃尔特萨顿。他提出染色体具有遗传特性时才25岁!

孟德尔被公认为1900年,1902年确认染色体是遗传的载体,科学发展迅速,令人惊讶!萨顿也是第一个将孟德尔基因名称改为基因的人。美国人开始站起来,我生物学史介绍中第一个出现的人是25岁的毛头小子。这也有点不可思议。(莎士比亚)。

萨顿最遗憾的地方只有39岁,可惜阑尾破裂去世了!他有两篇确立自己在生物科学发展史上地位的论文,他的两篇论文的英文名字是《on The morphology of The chromosome group in Brachystola magna》和《The chromosomes in heredity》,翻译成中文是在第一篇论文中,莎顿证明染色体成对出现(这不是和孟德尔的基因暗中匹配吗?),然后大胆推测染色体中含有孟德尔发现的一些基因。那时孟德尔再现江湖才两年,莎顿也没有发现DNA的存在,所以他的论断相当大胆,但最终证明是正确的。

在第二篇论文中,莎顿进一步完善了他的论点。首先孟德尔的基因改名为基因,得出结论:染色体上有生物的基因,父系和母系细胞分别含有一对染色体中的一条,但哪条是随机的。这个观点把遗传和染色体完全联系了起来,同时孟德尔的理论也延续了下来,很了不起!

当然,萨顿不是凭空得到这样的论点,而是通过仔细观察当地蝗虫(Brachystola magna)的细胞得到的。果然很有说服力。

当然,萨顿的实验还不完善,说服力还不是特别强。承认染色体上有基因,让几乎所有人都相信,要等待摩尔根这个牛人的出现。经过摩根组漫长而有效的实验,染色体是遗传性的物理,实现了这个命题后才尘埃落定,所以摩根可以说是遗传学基因之父,也是名副其实的存在。(大卫亚设)。

然后,我将介绍与萨顿不认识但相似的德国生物学家西奥多波比(Theodor Boveri)。

包围的研究比孟德尔被世界知道的早开始了。19世纪90年代,包围圈在研究一种种马线虫的卵细胞成熟过程中观察到细胞的有丝分裂,即染色体的分裂。1901年冬天,他做了海胆细胞进化的实验。实验中,他观察到,如果精子核的染色体和卵子核的染色体数目相同,将两者结合起来获得新一代细胞,新一代细胞就能正常发展。不一致染色体的数量(如精子的染色体数量多于卵子)使细胞无法正常发展。在这里,包围圈推测精子细胞和卵子细胞的染色体是包含细胞的遗传信息。孟德尔的理论得到认可后,波比和萨顿一样,立即确认染色体是生物基因的载体,从而诞生了生物学上著名的波比3354萨顿染色体理论(Boveri-Sutton chromosome theory)。

平心而论,萨顿和包围圈不是科学界的大明星,他们的发现也不能说是轰动性的进步。他们的理论当时不太被接受,一个实验也不完美。

但这也是科学发展的特点。需要做的基础工作很多,需要准备的铺垫很多。(威廉莎士比亚,《泰晤士报》,《科学》)科学的发展不能仅仅指望出现牛顿、爱因斯坦这样划时代的天才。更多的发展需要很多人全心投入,没有数量巨大的研发团队,不坚持几百几千甚至万年,人类就不可能大发展。

但是,很多人要想投入,就必须先建立制度。人类社会也经历了漫长黑暗的时间,有时长到无法忍受,甚至使人失去希望,认为人类是这样的,越来越接近毁灭。(莎士比亚)。

幸运的是,人的天性是向上的,光总是战胜黑暗,很难说是什么原因。人类仍然通过自己的努力战胜了很多危机时刻。

或者回到生物学的发展历程。下面要出来的也不是大明星,但有一种让眼睛闪闪发光的兴奋。因为这个时候出来了

现了一个女性的科学家:南特.马丽亚.史蒂文斯(Nettie Maria Stevens)。

史蒂文斯跟另一个美国科学家叫埃德蒙德·比彻.威尔逊(Edmund Beecher Wilson)一起,各自独立的发现了染色体是如何决定下代性别的(男还是女)。他们两的工作为后面马上出场的大明星:托马斯·亨特·摩尔根(Thomas Hunt Morgan)的果蝇研究提供了基础。

威尔逊是一个广受尊重的科学家。他为人和蔼,谨慎,没有一点架子。他的名言是,只有你努力做好了与人沟通,你的研究及成果才能被人接受。

据说威尔逊在哥伦比亚大学当教授时,上课效果非常好,因为他的讲课组织得好,非常有启发性又表述得非常清楚。这一点,作为一个名教授是非常不容易的,因为这要花去他很多时间准备。而名教授最缺的就是时间。

威尔逊和马丽亚.史蒂文斯的贡献也是一个很考验人的研究工作。这就像你看魔术表演,如果把魔术师的手段公开,魔术就显得太简单了,但是你在看表演时,你一定会觉得太神奇了。


威尔逊和史蒂文斯的研究就像是魔术表演,如果你知道结局,你会认为太简单了,甚至你都可以当科学家,但是如果你在当时的环境下去研究,而你没有坚定的信念,加扎实的功底和极大的耐心,也许还需要一点点运气,你也根本得不出威尔逊和史蒂文斯的结论。

这两位科学家(注意是分别的,不是一起,但是同时期的)首先确定目标,生物的性别也是具有遗传性的,也就是说,生男还生女是由父母决定的。这个貌似很显然,离开父母,儿女怎么出来?但如果要你去证明,你就会发现你无从下手,因为生下来的子女是男还是女好像是随机的,你怎么能从一个随机的结果中去证明是男还是女是必然的呢(因为儿女是男是女已经由父母决定了)?

而且更为奇妙的是,史蒂文斯还证明了生男生女是由父亲决定的,跟母亲无关,这一点,也是出乎所有人意外的。所以科学研究有时候也带有一些戏剧性。

威尔逊和史蒂文斯都是从染色体入手,开始证明。这可是一举两得啊,一方面可以证明生物的性别是有遗传性的,另一方面又验证了染色体内有生物的基因(注意当时虽然这已经是公认的事实,不过还没有找到基因的物理形态,所以验证一下也是需要的)。

当然,由于生物科学是实验科学,所以他们的证明都是通过实验来进行的。又由于他们相对来讲,势单力孤,他们的证明也是等到摩尔根的出现,才完全得到世人的承认。

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