大家都看過《侏羅紀公園》吧?這部在當時就轟動一時的美國科幻影片,描寫了一位百萬富翁得到了一個奇妙的琥珀,裏麵包裹著吸了恐龍血的蚊子。他雇傭了一批科學家,從保存完好的蚊子身上提取了恐龍的血細胞,並把它移植到鱷魚卵中,由此孕育出了活恐龍。於是出現了複活了的恐龍,那就是“侏羅紀公園”,於是有了富翁的小孫女在公園的曆險……看完影片,人們不由得十分好奇,滅絕已久的恐龍能夠複活嗎?或者這僅僅是異想天開?或者科技發展到今天,讓恐龍複活已經不是什麼難題?當我們了解了基因的秘密,這一切都會水落石出的。
可是,我們的先人們為了尋找這些答案,卻走了不少彎路,也付出了艱苦的努力。
人類開始認識基因僅僅是100多年前的事,透徹地了解基因則僅僅有幾十年的曆史,然而今天我們的生活卻因此發生著重大的變化。
“基因”已經成了當代最熱門的科學詞語之一,無論熟悉還是不熟悉這一領域的人,都會津津樂道地談論起這個話題。那麼,讓我們回顧一下基因以及整個遺傳學一百多年來的曆史。
說起來有趣,第一個從事基因研究的人隻是一個默默無聞的修道士。他的名字叫做孟德爾。孟德爾生前在寂寞的修道院後院裏,用了整整8年的時間,觀察著豌豆的花開花落,從這些人們司空見慣的自然現象中,發現了偉大的真理。
1822年7月22日,孟德爾出生在奧地利的一個貧寒的農民家庭裏,父親和母親都是園丁。孟德爾受到父母的熏陶,從小很喜愛植物。
1843年,年方21歲的孟德爾進了修道院,以後曾在附近的高級中學任自然課教師,後來又到維也納大學深造,受到相當係統和嚴格的科學教育和訓練,為後來的科學實踐打下了堅實的基礎。
孟德爾是一位沉默寡言的人。寬闊的額頭下,架著一副金絲邊眼鏡,經常抿著下唇,對人總是和藹地微笑著,人們非常喜歡接近他。他經常躲在房間裏讀書,讀的是一些有關數學和自然科學方麵的著作。
孟德爾不在乎修道院的孤寂生活,年複一年,日複一日,過著刻板的日子。每天做完宗教的功課後,孟德爾就獨自來到後院,種滿了各種各樣的植物的小花圃是他的樂園。
他一有時間就沉醉在五顏六色的植物世界中。
孟德爾在花圃的花草和樹木間開辟了一小塊菜地,從1856年就開始了一項科學實驗,專門研究如何獲得優良品種。
在花圃的菜地上,他栽種了一些不同品種的豌豆。有的是高莖的,有的是矮莖的;有的開紅色的花朵,有的開白花。此外,有的豌豆種子是圓粒,有的是皺粒;有的豆莢飽滿,有的不飽滿;未成熟的豆莢有的是綠色,有的則是黃色等等。他選擇了7種不同性狀的豌豆來進行觀察。
之所以要選擇豌豆作為觀察對象,其中可是大有講究的。因為豌豆是嚴格自花授粉的作物,而且是閉花授粉,所以能防止蝴蝶和蜜蜂等蟲媒幫助異花授粉所帶來的幹擾,保持純潔性,不會形成雜交種。豌豆的不同性狀,都有穩定的遺傳特性。如開紅花的豌豆,它的子孫後代也同樣開紅花;開白花的豌豆,後代也是開白花。
在實驗中,每次可以隻觀察一種性狀的變化。比如,觀察紅花與白花這一對性狀的遺傳時,暫時不管什麼高莖矮莖或者圓粒皺粒等其他的性狀。在弄清楚一對性狀遺傳規律的基礎上,再去研究兩對或三對的遺傳規律。
孟德爾設計了一個實驗:在紅花豌豆自花授粉還沒有進行時,搶先一步人為地把花藥切去,然後將白花豌豆的花粉塗在紅花豌豆的柱頭上,再用一個合適的袋子罩在花朵上。
並紮緊袋口,這樣既消除了自花授粉的可能,又能防止其他花粉進入。用類似的方法,孟德爾將具有各種相對性狀的植株進行雜交,這樣結出的種子為雜交種。
統計方法的應用,是孟德爾實驗比較重要的一點。他在觀察後代性狀表現的同時,還統計各類個體的數目,得出它們之間的比例。此外,他還對父輩、子輩、孫輩等等以後的各代的性狀,都記載下了它們的“家譜”,便於了解父代與子代之間的遺傳規律。運用這樣的實驗方法需要極大的耐心和嚴謹的態度。他酷愛自己的研究工作,經常指著豌豆向前來參觀的客人十分自豪地說:“這些都是我的兒女!