染色体遗传学说。科学发现的历史和本质

染色体遗传学说。科学发现的历史和本质

最重要的科学发现

1900 年，三位植物学家——K. Korrens（德国）、G. de Vries（荷兰）和 E. Chermak（奥地利）彼此独立地发现了孟德尔先前在他们的实验中发现的模式。然后，在看到他的作品后，他们在 1901 年重新出版了它。这引起了人们对遗传数量规律的浓厚兴趣。到那时，细胞学家已经发现了物质结构，其作用和行为可能与孟德尔模式有独特的联系。

W. Setgon 在 1903 年发现了类似的联系。我们得到了孟德尔关于遗传因素、配子中存在单组因素和受精卵中存在双组因素的观点的证实。

一年前，T. Boveri 提出了支持染色体参与遗传传递过程的证据。例如，他表明，只有在所有染色体都存在的情况下，海胆才能正常发育。

通过证实染色体携带遗传信息这一事实，塞顿和博维里为遗传学的新方向——遗传染色体理论奠定了基础。

美国科学家摩根对这一理论的发展做出了决定性的贡献。

托马斯根特摩根 (1866–1945) 出生于肯塔基州列克星敦。他的父亲是美国驻西西里岛领事查尔顿·根特·摩根，著名富豪摩根大通的亲戚。从孩提时代起，托马斯就表现出对自然历史的兴趣。他进入肯塔基大学并于 1886 年毕业。毕业后的那个夏天，他去了波士顿北部大西洋沿岸的恩尼斯夸姆海军基地。托马斯在这里第一次认识了海洋动物。这位熟人抓住了他，从此对海洋形态的研究吸引了他一生的特殊兴趣。他在海洋生物学家威廉·基思·布鲁克斯的指导下完成了他的研究生工作。 1888 年，摩根搬到伍兹霍尔，同年夏天，他开始在州立钓鱼站工作。然而，在 1890 年，托马斯回到了海洋生物站的伍兹霍尔，并在此度过了余生的大部分时间。同年，摩根成功担任布赖恩莫尔学院系主任。 1897 年，他被选为海事站的受托人之一，并一直如此。那是青年土耳其人接管车站及其管理的那一年，摩根是在这个关键时期选出的新受托人之一。与此同时，芝加哥大学的威尔逊也出现在了车站。

1904 年，威尔逊说服他在哥伦比亚大学担任教授。二十四年来，他们密切合作。

像他那个时代的大多数动物学家一样，摩根接受了比较解剖学，尤其是描述性胚胎学的教育。他的论文涉及一种海蜘蛛的胚胎学，并基于他在伍兹霍尔收集的材料。这项工作基于描述性胚胎学数据，其结论延伸到系统发育领域。

摩根很早就对实验胚胎学产生了兴趣。摩根和其他胚胎学家当时正在努力解决的问题涉及发育在多大程度上取决于或受卵中存在的特定形成物质的影响。这些形成性物质如何参与发育以及它们如何发挥作用。这位年轻的科学家还从事生理学研究。但是遗传学给他带来了真正的名声。

十九世纪末，摩根参观了阿姆斯特丹的休·德弗里斯花园，在那里他看到了月见草的细线。就在那时，他表现出对突变的第一个兴趣。惠特曼是伍兹霍尔生物站的主任，他是一名实验遗传学家，也在摩根的重新定位中发挥了作用。他多年来致力于研究不同种类的鸽子和鸽子之间的杂交，但不想应用孟德尔方法。这是可以理解的，因为在这种情况下，鸽子得到了，委婉地说，大杂烩。没有给出 3:1 漂亮比例的奇怪迹象也让摩根感到困惑。暂时，他看不到出路。

因此，在 1910 年之前，摩根更可能被视为反孟德尔主义者。那一年，科学家开始研究突变——身体某些体征的遗传变化。

摩根在果蝇（小果蝇）上进行了实验。在他的轻手巧脚下，它们已成为数百个实验室基因研究的最爱对象。它们很容易找到并且随处可见。它们以植物汁液和任何腐烂的水果为食。它们的幼虫以细菌为食。果蝇的繁殖能量巨大：从卵到成虫需要十天。对于遗传学家来说，果蝇经常发生遗传变化也很重要。它们的染色体很少——只有四对。果蝇幼虫的唾液腺细胞含有巨大的染色体，特别方便研究。

在苍蝇的帮助下，迄今为止，遗传学已经取得了许多发现。果蝇的受欢迎程度如此之高，以至于专门用英文出版了一本年鉴，其中包含丰富多样的信息。

开始他的实验后，摩根首先在杂货店和水果店获得了果蝇，因为被果蝇惹恼的店主心甘情愿地让怪人去捕捉它们。然后，他和他的同事们开始在他的实验室里，在一个被称为“苍蝇”的大房间里培育苍蝇。这是一个三十五平方米的房间，有八个工作站。有一个地方他们为苍蝇做食物。房间里通常至少有五个工人。

科学家阿尔弗雷德·斯图尔特万特的一位同事回忆道：“恐怕我无法描述实验室里的气氛。”“我认为这是你需要在实验室中体验的东西。”为了充分欣赏。这个地方最大的优势之一是摩根和威尔逊都在场。所以专门研究其中一个的学生经常见到另一个。他们在很多方面互补，是很好的朋友。早年在哥伦比亚大学的时候，我们给果蝇喂香蕉，房间的角落里总是挂着一大串香蕉。威尔逊的房间就在我们的走廊的几扇门之外。他非常喜欢香蕉，所以这里就有了香蕉。这是经常参观“飞行室”的另一个动机。

在此期间，摩根定期访问伍兹霍尔。然而，这并不意味着果蝇实验的中断。所有培养物都装在木桶中——大桶的糖，并通过特快轮船发送。你从纽约开始，最终在霍尔，反之亦然。我们总是走水路：那是福尔河线运营的时候，摩根总是在做各种与地球无关的实验。果蝇方面的工作。他饲养鸡、老鼠，种植各种植物。而且都是由专人搬运，装上福尔河线的船，然后带回纽约。

当摩根来到这里时，他一头扎进了海洋生物的研究领域，研究了一种或另一种品种的胚胎学，尽管与此同时，果蝇的研究正在积极进展。这就是摩根的工作风格——如果他不同时从高温中锻造出几样东西，他就会感到不高兴。在染色体中，有可能回答以下问题：是否由染色体建立的数值规律孟德尔?

孟德尔完全正确地认为，当且仅当所研究的因素在受精卵的形成中相互独立地结合起来时，这种规律才是正确的。现在，根据遗传的染色体理论，应该认识到只有当基因位于不同的染色体上时才有可能。但是由于后者的数量与基因的数量相比很小，因此可以预期位于同一染色体上的基因会一起从配子传递到受精卵。因此，相应的特征将被群体继承。

这一假设得到了摩根及其合作者 K. Bridges 和 A. Sturtevant 的验证。很快，在果蝇身上发现了大量的各种突变，即具有各种遗传特征的形态。在正常情况下，或者如遗传学家所说的野生型果蝇，体色为灰黄色，翅膀为灰色，眼睛为深砖红色，覆盖身体的刚毛和翅膀上的静脉有一个很好的——定义的安排。在不时发现的突变果蝇中，这些迹象发生了变化：例如，身体是黑色的，眼睛是白色的或其他颜色，翅膀是简陋的等等。有些个体携带的不是一个，而是几个突变立即：例如，一只黑色身体的苍蝇，此外，还可以拥有基本的翅膀。各种突变使摩根开始进行基因实验。首先，他证明了位于同一条染色体上的基因在杂交过程中是一起传递的，即它们是相互联系的。一组连锁基因位于一条染色体上。摩根在所谓的性连锁遗传研究中也得到了对染色体中基因连锁假说的有力证实。

通过确定果蝇眼睛颜色基因位于 X 染色体上，并通过跟踪某些雄性和雌性后代中基因的行为，摩根和他的合作者获得了对基因连锁假说的有力支持。

由于在遗传学领域的杰出工作，摩根于 1933 年获得诺贝尔奖。

三十年代瓦维洛夫写道：“孟德尔和摩根的定律构成了现代科学遗传观念的基础，在此基础上进行了植物和动物有机体的育种工作……在 XNUMX 世纪的生物学家中，摩根是一位杰出的实验遗传学家，作为一个特殊范围的研究人员”。

作者：萨明 D.K.

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