登陆注册
30941100000003

第3章 生物工程漫谈(3)

“您是说,植物、动物,所有的生物,一直都在变化着?我看很多生物学家是不会接受的。”

“是的,由于物种在自然状况下的变导非常缓慢,不像在家养情况下那么容易产生变异,所以大多数生物学家一直没有注意到它们。”说着,达尔文回到书房,把那份300多页的手稿拿了出来。他对胡克说:

“这就是表述我全部观点的一份提纲。我不怕见笑,请您看一看。”

“啊!这么一大本,还仅仅只是一份提纲?”胡克接过手稿认真阅读起来,看到明显漏字的地方还给补了上去。文稿中关于变异事实的许多描述使他眼花缭乱,什么“相关变异”、“延续性变异”、“用进废退”、“获得性遗传”等新名词也反复出现。他感到有些迷惑,几乎无法理清自己的疑问,便合上文稿,准备向达尔文提出自己的疑问,才发现达尔文早已经离开了客厅。于是他就带着手稿向达尔文的书房走去。

“达尔文先生,我不怀疑动植物在家养下的变异;可是自然界的物种也会发生变异,我感到不好理解。”

“您大概不会否认,在自然界里分布很广泛的植物一般都存在各种变种吧?”达尔文想用胡克所熟知的植物例证来解释。“各个地方的气候条件是千差万别的,正因为此,分布在广大地区的物种便比分布在狭小地区里的物种所遭遇到的生活条件的变化多得多,于是也就呈现出比较多的变异。”

“那么动物呢?”胡克不满足的说,“动物可以到处走动,甚至能从地球的北部飞到赤道附近。”

“动物也不例外。分布广泛的物种总是出现比较多的亚种,比如老虎就有很多亚种。”达尔文看到胡克频频点头,他说得更起劲了。“更为有趣的是,如果一个动物器官发生了变异,它可以引起相关的另一些器官的变异,我把它称为相关变异。例如:无翅的动物,头也长;蓝眼白色的雄猫,耳朵一定是聋的;短喙的鸽子脚也小,长喙的鸽子脚很大。还有一个重要的现象是连续性变异,它指的是这样一种情况:一个器官朝着某一方向发生了一定程度的变异,而且引起变异的自然条件继续影响着它们的后代,那么,那个器官就会朝着同一方向连续发生变异。它同生(种)物的进化有着相当的密切关系。”“不过,现在流行的观点是:生物各种特殊的性状是造物主按照一定目的创造出来的,比如美丽的花冠是为了供人欣赏才被创造出来的呀。”

“如果美的东西完全是为了供人欣赏才被创造出来的,那在人类出现以前,地球表面上就该远不如人类登上历史舞台以后那么美。”达尔文怀着少有的激动心情,据理力争说,“难道第二纪的有精致花纹的菊石,都是为了让人类在多少年代以后可以在陈列室里欣赏而被创造出来的吗?”

“造物主干什么去了?您认为是……”

“造物主?造物主可不在科学讨论的范围里。”达尔文把话题一转说,“我发现的是一种简单的途径,它使生物能够适应变化的环境,这就是自然选择。”

“自然选择,这不是自相矛盾吗?我听不明白。”“我们都承认,自然界的每个物种都在为生存而斗争,为食物而斗争,我相信经过不断的斗争,一定会对每个现存的物种产生影响。”“请您再说得具体一些,好吗?”

“就拿长颈鹿来说吧,我不同意拉马克说的是长颈鹿的意志或者愿望使它们形成了长颈。而在自然界中本来就有脖子比较长和比较短的一些个体,假如某一个时期,地面食物缺少了,只能依靠高处的树叶为生,那么脖子比较长的个体当然就容易适应变化的环境,有比较多的生存和繁衍后代的机会;而那些脖子比较短的个体很难吃到高处的树叶,也就容易被变化了的环境所淘汰。”

“哦,我明白了一些,但您能谈谈进化的机理问题吗?”

达尔文喝了一口咖啡,沉思片刻后对胡克说:“我承认,一切生物都有按几何级数增加自身后代个体数目的趋势。如果每个胚胎都能发育成活的话,按照几何级数增殖下去,不需要那么多年,任何一种生物都可以充塞整个地球,甚至没有容身之地。但是,自然界并没有发生这种现象,生物无限增殖的趋势一定会因食物和空间的不足而被遏制。繁殖过剩,而每个胚胎都力争发育成长,这就必然引起生存斗争……”

“等等,查理,动物界弱肉强食的现象是司空见惯的,强大的动物吞食弱小的动物,也有弱小的动物寄生在大动物身上,这种斗争很好理解。”胡克插话说,“不过,一切生物,还有植物也在进行生存斗争吗?”“噢,我忘了说明,生存斗争这个名词是广义的、形象性的。生存斗争不仅表现为直接的肉体搏斗或吞噬,它在植物中即表现为争取空间和阳光的斗争,”达尔文补充说,“您刚才说的,在我看来属于种间斗争。另外还有种内斗争和生物同非生物的斗争,但有一点是可以肯定的,那就是只有环境的最适应者才能生存。”达尔文看到胡克面部有些疑惑不解的神情,就举例说:“比如,生活在沙漠边缘的植物为抵抗干旱而进行生存斗争,积雪的山顶只有耐寒的生物才能生存,恐龙就是因无法适应气候条件急剧的变化而灭绝的,它可谓是生存斗争中彻底的失败者。这些就是生物同非生物的斗争。不过,我认为最剧烈的斗争是种内斗争,因为它们居住在同一地域,需要同样的食料,遭受同样的威胁。比如,两只虎在饥饿的时候互相争夺食物,强者能饱食一顿,变得更强大,而弱者只能拖着尾巴逃跑,甚至饥饿而死;同种植物密植在一起,互相争夺水肥和空间,强者出类拔萃,弱者凋萎而死。”胡克好像听明白了,激动地站起来走到窗口扫视着奇妙的大自然。

不久,达尔文终于创立了进化论,详详细细地阐明了物种通过自然选择、生存斗争、适者生存而发生进化的过程,解答了生物界中谁能够活命的问题,发表了震撼整个世界的《物种起源》,彻底推翻了上帝创世说,引起了生物学的一场革命。

这可是一条极其漫长的探索征途啊,不是一年,也不是10年,而是整整22年,他发表《物种起源》时,已经50岁了。作为进化论的奠基者,达尔文说:“作为一个科学家,我的成功,不管多大,最重要的是:爱科学——在长期思索任何问题上的无限耐心——在观察和搜集事实上的勤勉——相当的发明能力和常识。”的确,成功总是属于那些对科学事业坚韧不拔、锲而不舍的人!

发现神奇比例的孟德尔

在欧洲的城市里常有用名人的名字命名的广场,如法兰克福的哥德广场,萨尔斯堡的莫扎特广场等。同样,在原捷克斯洛伐克的中部摩拉维亚首府布尔诺有一个孟德尔广场。这个广场既是遗传学的发祥地,也是现代生物科学的发祥地。孟德尔就是众所周知的遗传学创始人。他正是因为发现了遗传中的神奇比例而成为流传千古的著名科学家。

艰难的求学之路

1882年7月22日,伴随着一阵婴儿的啼哭声,又一个男孩降生在欣溪澈村一个普通的农户家中。怀着无比高兴的心情,父母为他起名叫孟德尔。

孟德尔小的时候就聪明可爱,特别好动。他不愿总是待在家中,经常让父母带他到农田中。趁父母在田中干活,他自己认真数着一棵棵小麦的叶子数,或是在田梗上采摘着不同的小野花,闻闻它们的不同香味,然后兴高采烈地向父母汇报一番,在得到表扬后就高兴地眨眨眼睛开心地仰起笑脸。

欣溪澈村有一所与众不同的小学校,除上课识字外,教师还要在农田里教学生果树栽培和饲养蜜蜂,到了上学年龄的孟德尔就在这所学校就读。初尝读书乐趣的孟德尔对课本特别钟爱,不仅学到了许多书本知识,而且因在同龄人中出类拔萃深受老师的喜爱。在老师的指导下他学到了不少动植物方面的知识。渴求知识的孟德尔,转眼已到了结业的时候了,可双亲还没有告诉送他到高一级学校读书的事,孟德尔心中着急,常常晚上睡不好觉。有一天晚上,刚刚想睡着的盂德尔被父母亲的讲话声所惊醒。

母亲罗辛娜对父亲安托说:“眼看小孟德尔就已经八岁了,我们应该考虑让他更换学校了。”“应该是应该,可是……”父亲安托忧虑地说。

“可如果不让小孟德尔继续上学,那只能让他和我们一样当一辈子农民,受一辈子穷;而且他自己是那么渴望继续上学,看到如今他那失去笑容的小脸,我心中很难过。”母亲辛酸地对父亲说,声音有些哽咽。

“那让我再考虑考虑,你应该休息了。”父亲一边安慰母亲,也一边思考着。他想到了家里的实际经济情况和小孟德尔艰辛求学的身影,考虑到自己耕田的后继者,他没有轻易同意这种想法。

后来,观察到少年孟德尔非凡才能的班主任老师马基塔三番两次地劝说孟德尔的父亲,建议务必让孟德尔到高一级的学校去学习,父亲安托为了让儿子脱离开艰苦的农民生活,为了孟德尔的将来,终于下决心让孟德尔继续上学。

在1833年,11岁的孟德尔终于如愿以偿地进入了皮亚里斯特尔学校的三年级学习;一年后孟德尔以班级最高的成绩和“优秀”、“超群”等评语转入特罗保的高等中学去求学。

离开父母的孟德尔,小小年纪就已经开始尝试独立生活的滋味。他在离学校不远的地方租了一间最便宜房间,每天认真地学习数学、拉丁语、地理、历史、希腊语、宗教等各门课程,而且经常晚上借着微弱的烛光如饥似渴地读着从学校图书馆借来的自然科学书籍。因家境贫穷,孟德尔总是把生活费省了又省,吃着父亲隔几天从村子里送来的面包和少量奶油。有一次早上正在上数学课,同学们都在认真听讲,两天才吃了一个面包的孟德尔,对平时一听就懂的数学怎么也难以集中精力,只觉得老师的身影在讲台上摇啊摇,忽然眼前金星乱晃,身子往旁边一歪就倒在了地上。老师和同学赶紧把他送到医院,经检查才知道是饥饿所至。就是在这样艰苦的条件之下,孟德尔抱着对知识的渴望,对学习从来没有懈怠过,终于以优异的成绩完成了六年的中学学习。

中学毕业后的孟德尔被推荐到阿罗本次大学的哲学院去学习哲学、物理学、博物学等。阿罗本次的生活使孟德尔更体会到了人生的艰难。他必须自己筹措学费;于是他找到了一个家庭教师的工作,但是过度劳累、饥饿和营养不足,使他终于病倒了,这时他不得不辍学一个学期,返回故乡的小村庄去休养。到了秋天才又回到阿罗木次去上学。

大学毕业后,孟德尔经导师推荐到布尔诺修道院成了一名从事自然科学的修道士,在院长纳普的帮助下,孟德尔又先后到布尔诺哲学院去进修了农学课程,去维也纳大学留学学习了动物分类学、植物形态学、植物分类学、高等数学、化学、物理学等课程;这使他意识到植物学对阐明遗传法则有着极其重要的作用,学到了物理学严密的思维方式,掌握了当时一些先进科研方法。正是这些为他发现神奇的比例奠定了坚实的基础。

神奇比例的发现

为什么“种瓜得瓜、种豆得豆”?为什么“一母生九子,九子又各不同”?

为什么每种植物都有区别于别种植物的独特特征,它们是否由某种法则决定着,那个法则又是什么呢?从维也纳大学留学归来的孟德尔时常被这些问题困扰着。

孟德尔有一个习惯,每天晚饭后就穿着神父的便服,在自己心爱的小植物园里一边散步,一边思考问题,每当这时,这个小小的植物园便把孟德尔带入了对往事的回忆中。

早在1840年,致力于生物学研究和发展农业的纳普院长在同年召开的全德农业学会上当选为主席,面对着来自全欧洲300多名学者,纳普说:“形成杂种并改良品种的方法需要很长的年月,这是因为不了解生物的遗传法则,所以我们无论如何有必要阐明遗传的法则。”于是他在修道院后面建成了这个小植物园,并指定植物学家克拉谢尔修道士主持这项研究工作。后来孟德尔一到修道院就参与了这项研究,并不断地接受克拉谢尔的启蒙,认真地学习实验所需的植物专门知识。克拉谢尔广博的知识,不仅在生物学,还在岩石矿物、力学、社会学、哲学等方面也给了孟德尔很大的影响。

但刚刚与孟德尔相处一年的克拉谢尔因投身于民族独立的爱国运动而不得不终止这项研究,并建议纳普院长让孟德尔接管这个小园子,继续从事研究。

临别之时,克拉谢尔勉励他,“你一定会成功!”这句话时时回响在孟德尔的耳边,成为他不断奋斗的动力,也鞭策着他向前人未知的领域迈进。

结束散步的孟德尔,收起对往事的回忆,回到自己房间的书桌旁,苦苦思考着实验的准备工作。因为在开始进行自然研究之际,仅糊里糊涂地做实验是毫无意义的。首先必须考虑好要解决什么问题,用什么做材料,采用什么样的方法进行实验以及如何处理其结果等。这些事都要事先计划好并根据这种方案来开展研究。现在,自己准备选择豌豆作实验材料对不对呢?两年多来的往事历历在目。

两年前,年轻的孟德尔刚从维也纳大学归来,精力旺盛,来不及休整就投入到自己的研究工作中。关于实验材料他考虑了豌豆、菜豆、玉米、紫茉莉、水杨梅、山柳菊、毛蕊花、金鱼草、楼斗菜、鼠类、蜜蜂等几十种,但还是举棋不定。通过查阅有关资料,翁格尔的著作给了他极大的启示。翁格尔确信植物的任何一种特性都保存在细胞之中,并通过以豌豆为代表的七百种植物进行了一万次的交配实验,获得了258个杂交品种,也得到了和父本、母本完全不同的杂交品种。

这样,孟德尔决定和助手一起选取豌豆为材料。助手不解地问孟德尔:

“您为什么要选择豌豆?”“实验植物必须至少具备三个条件:第一,具有不同的稳定特征,而豌

豆的叶子形状有圆形和皱形,子叶颜色有黄色和绿色,花的颜色有红色和白色,这一条符合了。”孟德尔停顿了一下,加重语气解释:“第二,在实验材料的杂交种开花时,要考虑到别的植物花粉不能与之交配或采用人工的方法有效防止交配,这一点特别重要,而豌豆的雌蕊被其花瓣所包围,即使传粉时节不套袋遮蔽,别的植物的花粉也难以从外面进入;第三,杂种及其子代在庄稼成熟方面没有显著的障碍,这种情况豆科植物因花的结构特殊可以避免。与其它植物相比,豌豆有明显的优势。”通过解释,孟德尔消除了助手的疑虑。于是,他们从种子商那里买来了34种不同的豌豆种子。经过两年的测试,他们从中选取了22个稳定的品种作为实验材料,这些品种都在它们的自花受粉形成的子代中表现出相同的特征。

同类推荐
  • 中国地理全知道

    中国地理全知道

    我们抛开枯燥的说教,浓缩中国地理之精华,为读者营造了中国自然地理和人文环境的良好氛围,相信定能使您在快速纵览华夏山川,了解丰富地理知识的同时,获得更为广阔的文化视野和精神感受。说到中国地理,一定会想到中国的地大物博,960万平方千米的土地蕴藏了多少物宝天华:中华名山、自然保护区、河流湖泊、国家地质公园、古老的历史文化遗存等无不囊括其中。内容丰富、语言简练、资料权威,使读者在短时间内有效掌握国家自然与人文地理知识,轻松阅读,从而丰富知识,开拓视野。
  • 地理知识

    地理知识

    地球上的生命是从哪里来的?现代大多数科学家认为最原始的生命是细胞。地球上的原始细胞(即原始生命)又是哪里来的?现代科学分析有这样一个演化过程:有机分子——蛋白质——原始细胞。原始细胞的进化又分为:前细胞——疑似细胞——原始细胞。那么,地球上的有机分子是哪里来的?
  • 探索发现炎帝陵

    探索发现炎帝陵

    本书作者用缜密的手法揭示了1994年在山西高平发现的炎帝陵,是探索中华远祖征服自然、创造中华文明的重要课题。
  • 地球运动的科学现象

    地球运动的科学现象

    本书介绍了地动山摇的起因、地壳的结构、地幔的构造、大陆真能漂移吗、无时不在的地壳运动等地理自然现象,展示给人们神奇的世界。
  • (探究式科普丛书)解读人类与地球

    (探究式科普丛书)解读人类与地球

    本书从地球起源入手,系统地阐述了地球的基础知识,形态特征,地球位置形成以及和其他星球的关系,并且还介绍了地球的灾害,地球的未来,人类的生活与地球息息相关,旨在让读者更多更全面地了解地球,了解人类赖以生存的唯一的家园。
热门推荐
  • 一路彷徨

    一路彷徨

    情场失意就要让人生辉煌,热血兄弟谱写多彩人生。主人公大学毕业被迫与初恋女友分手,失恋的打击激发出他傲游职场、搏击商场的决心。波诡云谲的职场是强者的舞台,风云变幻的商海是弄潮儿的乐园,主人公白手起家,在朋友的帮助下和弟弟创办了蓝海计算机科技公司,利用丰富的人脉关系迅速发展壮大,随后把公司交给弟弟,自己一心一意追求职场的辉煌,一路辉煌、一路彷徨,路在何方,何去何从……
  • 大世三道

    大世三道

    青海寨的小胡子白易,机缘巧合得到了一口大黑锅。此锅可炖天地万物,可烹苍天大道。大世分三道,三道仙妖魔。“甭管他修何道,干翻为止”这是一个悍匪登临九霄的故事。
  • 暗夜麓欢

    暗夜麓欢

    虞家小姐虞欢喜欢夜家少爷夜戾五年殊不知他心里早已有了自己的白月光当她告白他的那天白月光愤然离国自此他对她冷漠至极她却默默陪伴他两年后来他的白月光回国当天却惨死而她遭人陷害种种证据都指向她她变成了所谓的凶手他对她的冷漠骤然转变为恨
  • 千机图

    千机图

    三年前,他被一位道士强行掳走,意外的踏上修行之路,奈何自身体质所限,修行之道举步维艰。三年内,他随师游遍诸域百境,观山川之势、云雾律动、百兽之形,领略世间诸般奇异事物,从自然的痕迹中临摹出符箓之道。而今,他带着师傅的密令,和半吊子的道术“下山”,开始一段命运的征途……感谢腾讯文学书评团提供书评支持
  • 星月童话之若霏爱你

    星月童话之若霏爱你

    18岁以前的顾余霏是顾氏集团大小姐,是朋友圈里的焦点,是众人眼中的“霏霏公主”。聪明伶俐的顾余霏继承了父亲的商业头脑,有着巾帼不让须眉的意志。同时遗传了出生艺术世家的母亲的美貌和艺术气息。虽是出生不凡,很难得没有沾上许多有钱人的坏毛病。不同于朋友圈里的许多纨绔子弟,她的家庭不是利益的结合,还是真爱的结晶。18岁那年,父亲顾城东锒铛入狱,公司股份被拆分,部分被贱卖,顾氏集团迅速瓦解。18岁以后的她成了Ms.Nobody,回国后进入了另一家商业巨头”秦氏”工作。。。前尘往事纷至沓来,她又再一次成为了风暴的中心。。。已开新坑,移步《爱如漩涡》。矫情白富美和别扭腹黑男的故事。
  • 穿越世家胖女

    穿越世家胖女

    安歌,身材丰满,一生都在减肥,却因为男友王硕之坚持美女不过百的观念,而受尽了男友对她身材的嘲讽、数落,最终不堪其辱而分手,借酒浇愁与人争吵,却被啤酒瓶子“秒杀”......再睁眼,【系统】助她来到以胖为美的李朝,她则是尚书府最“荒唐”的世家小姐。体重+5斤,就能换取【系统】掉落的古怪奖品。听闻,尚书府小姐安歌和外族男人私定终身,跳河寻死,尚书府颜面扫地沦为世家笑柄.....听闻,靳国公拉着儿子去尚书府退婚,却被安歌抢先宣告“绝不嫁入国公府”,而靳熙—都城最纨绔的公子,却死守这个娃娃亲,对她第一次动了真情.....听闻,安歌似乎和家塾的教书先生私下往来甚密......那个神秘的男人似乎有什么不可告人的秘密,桀骜不驯,却对安歌言听计从......是天机?还是命定?听闻,安歌被之前的死对头掳了去,却征服了仇家差点变成压寨夫人.....利用与被利用,救赎与复仇,是谁欠了谁?而安歌对这一切都不放在心上,她这一世,唯一的任务就是——虐渣男!找到前男友王硕之,把他前世对她的羞辱,百倍奉还!
  • 新朝外传

    新朝外传

    王莽是个穿越者?不,穿越的另有其人。且看他是如何一步步走出自己的路,顺便给一个王朝改朝换代。对,没看错,就是顺便。
  • 有沨吹来

    有沨吹来

    一直以为你不爱我,结果爱的比我深,在有生之年与你在一起,是我的幸福。
  • 三生三世永倾城

    三生三世永倾城

    她,本是松柏大陆龙辰国镇国公府的嫡长女,却是花痴废材,被庶妹踩在脚下,死在自家院子里;她,本是现代豪门大小姐,却意外因车祸而死。当她成为她,会怎样为她讨回公道,夺回属于自己的一切?当她得知亲生父母另有其人,又会怎样寻回自己的父母?当她发现了一个惊天大秘密,她会利用这个秘密成为这个世界的女王还是隐藏?天道的王?我不干。只是挂名?嗯,也不错。可是她只是在路上捡了个男娃娃,竟是自己的另一半?这个男娃娃竟然在几个月内长成一个俊美无双的妖孽美男?男主女主1+1,无小三误会,绝对宠文!
  • 给你一束满天星

    给你一束满天星

    宁光冉和许之影是曾许诺永远在一起的好朋友,那些青春里的荒芜和璀璨,经过时间的洗涤,是否还能像过去一样,我们是否还能相伴