第36章 與生物學家相約(11)(1 / 2)

中性學說的創始人木村資生木村資生(Kimura Motoo,1924~)是日本群體遺傳學家、進化生物學家。

生平事跡

1924年11月13日,木村資生出生在日本愛知縣的罔崎市。他的父親是個喜歡種花養草的商人,木村是家中長子,深受父親的影響,從小喜歡養植物。讀中學時,由於一次嚴重的食物中毒,木村不得不在家休息幾個星期。在這段時間中,他努力學習幾何學,做完幾何課本中的所有習題,表現出極高的數學天賦,數學老師建議他專攻數學,但另一位優秀教師鼓勵他學習植物學。

1942年,木村從五年製中學畢業後,考取競爭激烈的名古屋第八國立高等學校理科班,在植物形態學教授熊澤的指導下學習植物學。在這期間,他深受遺傳學家木原均的影響,興趣開始轉向植物細胞遺傳學。

1944年,木村進入京都大學。為了能免除兵役,木村在理學院熊澤的細胞學實驗室學習,但他大部分時間卻用在學習遺傳學,還常常去農學院遺傳學係木原均的實驗室參加討論。木村對生物統計學、概率論、數理統計和熱力學很感興趣,他立誌成為一名理論遺傳學家,把遺傳學和生物統計學結合起來。

1947年,木村從京都大學畢業,獲得理學碩士學位。畢業後,木村在木原教授的實驗室裏工作了兩年。受賴特(S·Wright)1931年論文的影響,開始了他的群體遺傳學研究。1949年,經木原均推薦,木村進入在三島郡剛建立的日本國家遺傳學研究所工作。四年後,也就是1953年夏天,他就讀於美國衣阿華州立學院研究生院。1954年初夏,又進入美國威斯康星大學,在遺傳學係教授克勞(Crow)的指導下學習和研究。1956年6月,木村獲威斯康星大學哲學博士學位,同年7月回國繼續在日本國家遺傳學研究所從事群體遺傳學和進化生物學研究。1957年10月~1964年6月,擔任該所實驗室主任;1964年7月~1988年3月,擔任該所群體遺傳學部主任,從1984年4月任該所教授;1988年6月退休。現在,木村資生是該所的榮譽教授。

突出貢獻大學畢業後,木村就開始了他的遺傳學中的理論工作。當時,木原均正在進行核質關係的研究。通過多次回交實驗,一個品種中的染色體能夠被另一品種中的染色體取代。木原均讓木村研究一下經過一定次數的回交,母本中的染色體還能留下多少?木村的數學天賦再次展示出來,他構造了一個有限微分-積分方程,並得到了世代數與染色體留存數的概率分布關係,後來這一結果發表在《細胞學》雜誌上,這是木村的第一篇論文。

1947年,木村從京都大學碩士畢業後,在木原教授實驗室工作期間,他讀到了賴特1931年發表的長達60多頁的論文《孟德爾群體的進化》後得知可以用數學方法處理小群體中的隨機漂變問題。但因數學理論性太強,木村讀不懂這篇論文,這激發了他的學習欲望,木村旁聽了一些數學係開設的課程,並常向數學教授請教,同時還找了很多數學專著自學。經過大約一年多的時間,他才讀懂了賴特論文中的主要部分,當木村1949年進入國家遺傳學研究所後,又讀到賴特1945年和1949年發表的兩篇論文,在其論文中,賴特用一簡潔的偏微分方程——“福克-普朗克方程”處理有限群體中的隨機漂變問題,這比他1931年的複雜積分方程漂亮多了。

以後,木村不斷學習高等數學,繼續追隨賴特的足跡。賴特曾提出過群體剖分時的“海島模型”。他認為,在進化中起作用的是個別被刪除的突變而不是聯合的有利突變,在某些小群體中,有利基因的聯合是由隨機取樣而固定的。整個大群體構成種群基因庫,對於每個小群體而言,每一世代遷移的效果好比從整個基因庫中隨機取樣。木村認為應該考慮地理距離的影響,遷移隻發生在相鄰的小群體間,木村地模型為“腳踏石模型”。他的這一模型的後期工作是他與韋斯共同完成的。

在1954~1956年,木村與克勞博士合作期間,是他學術生涯中最幸福、最富有成果的一段時間。他給出了有限群裏中性等位基因隨機漂變過程的完全解,得到了有限群體裏具有任意顯性度的突變等位基因的最終固定概率公式等。在此基礎上,他寫出了博士論文《群體遺傳學中的擴散模型》。

在取得博士學位回國後,木村完成了兩本群體遺傳學專著,其中與克勞克著的《群體遺傳學理論導論》是一本學術價值很高的參考書。以後木村又陸續發表了多篇很有價值的論文。但在1967年以前,他的論文數學性特別強,不太容易讀懂。當時,大多數學者認為,中性等位基因即使存在也是少得可憐;木村認為,一旦基因頻率變化的隨機處理變得重要起來,那麼他的工作就會有價值,就會對遺傳學產生重大意義。