早期的遗传学说和育种实验

第三篇 变异及其遗传

《生物学思想发展的历史》 恩斯特·迈尔著 涂长晟等译 https://www.tuenhai.com 整理

甚至原始人也充分认识生命本质的两个方面:

  • 每个物种之内的无限变异性
  • 亲代的特征传递给其后裔的倾向性

从苏格拉底时代以前直到19世纪末叶,哲学家和科学家一直试图对遗传现象作出说明,但直到1900年当孟德尔的研究工作重新被人们发现之后,由于概念发展成熟才使遗传学成为一门独立的学科。但是又经过了半个世纪升物学家才充分了解遗传的哪个方面最重要,也就是说,遗传程序的存在是最重要的。它构成了升物界与非升物界之间最根本的区别,没有任何升物现象不涉及遗传程序。因此遗传学家声称遗传学是一切升物学科中最基本的一门学科并不是没有道理的

遗传学之所以特别重要还因为在升物学现象的等级结构中它所涉及的是将专门研究分子现象的升物学与研究整体升物、系统以及包括大部分进化升物学在内的升物学联系起来的一个层次。通过动物和高等植物的遗传过程完全相同这一事实遗传学便将升物学统一了起来

更重要的是,遗传学有助于解决进化和发育机制的问题,理解遗传的基本原理是充分认识所有其他升物学领域(无论是生理学,发育升物学,还是进化升物学)中几乎一切现象的前提条件。20世纪升物学进展之所以加速,大部分原因是由于对遗传机制的了解更充分的结果。20世纪前半期升物学中的许多争论也正是由于无法将遗传学的概念和发现与原先已建立起来的升物学的各个分支结合成整体的缘故。同时,遗传学的成熟也有赖于从邻近学科引入遗传学原来缺少的一些概念,例如从系统学(种群思想)、信息论(程序)以及升物化学

由于遗传学和升物学其他领域的相互作用日益加强,有人甚至会提出遗传学作为一门独立的科学会不会由此消失的问题,例如种群遗传学已成为进化升物学的一个分支学科,基因作用的研究已成为分子升物学的一部分,遗传学的发育方面已成为发育升物学的领域。某些派性特别强的遗传学的支持者却又走向了另一极端,声称升物学的各门学科基本上都是遗传学的分支。鉴于一切升物性活动不是以这种方式就是以另外的方式都和遗传程序有关(即使开放程序也控制某种活动),所以这种说法也不像乍听起来那样十足荒唐可笑。这些看法上的分歧正好强调了遗传学在升物学思想中的中心位置和集成(整合)作用

遗传现象的普遍性必然引起遗传学产生相当多的分支,如研究新遗传程序的起源(突变,重组),研究它们怎样传给下一代(传递遗传学,transmission genetics),研究遗传因子在基因库中的行为(种群遗传学),研究遗传程序转译成表现型(生理或发育遗传学)等等。这些研究需要不同的学科参与,有些研究近期原因,另一些则研究终极原因。这些学科最常见的相互作用并不在于彼此之间,而是和遗传学以外的升物学分支,如系统学、胚胎学、生理学或升物化学,相互作用

我在这里将集中介绍传递遗传学及其组成部分,也就是说,着重介绍遗传单位(基因),它们的变化(突变),它们的排列(在染色体中),它们的重新分配(重组,采样误差),以及它们传递给下一代。对进化原因的解释最关重要的遗传学方面(如种群遗传学)的历史已在第11、12章讨论过,这里不再重复。最后,生理遗传学和发育升物学是不可分的,将在另一卷中介绍。遗传学的这些分支各有其本身的概念框架,各有其本身的历史

虽然某些历史学家,如Barthelmess(1952)和 Stubbe(1965),在他们撰写的遗传学史中毫不犹豫地从古代人持有的遗传观念开始写起,但也有一些历史学家认为“在现代科学兴起之前去追溯遗传学的起源似乎会……漏掉它的精华”(Dunn,1965)。在这一争论中我支持Barthelmess和Stubbe。从原始人类以来,人们就有了关于遗传、相似性的原因以及新的升物种类和新性状起源的观点。虽然这些观点大多都是错误的,但是如果要断言希波克拉底或亚里斯多德的观点和概念没有任何一个流传至今,则思想史家就必须仔细研究这些观点概念。在了解新观点形成的背景之前必须首先了解旧观点是怎样被修正的或者它们为什么被淘汰。此外,关于遗传的观点拄往是更广泛的意识形态的一部分,例如万物有灵论,原子论,本质论,特创论,生理机械论,或整体论;而且如果不了解这种哲学背景就无法理解某些遗传学说。孟德尔遗传学并不是面对真空而是面临着已有的各种遗传学说,如泛生论,融合遗传学说,或者多种决定因素的各种学说。只有了解了有哪些已有的学说被取代了才能充分评价孟德尔变革的理智力量

第十四章 早期的遗传学说和育种实验

在有性生殖的物种中每一个个体都是独特的、唯一无二的(同卵孪生除外)。这独特性的程度远远高于非升物界的。虽然在宏观水平也有独特的“独立单位”(如行星或火山)和独特的系统(银河系和气象系统),但是一切个体中最丰富的物质成分(分子,原子和基本粒子)却决不是独特的。大多数物理科学定律都是基于这样的缺乏独特性(见第二查)

和升物的个性有关的是变异;任何由独特的个体构成的类群必然显示变异。活有机体变异的起源和本质只到20世纪才弄清楚,而19世纪升物学发展的一个重要障碍就是缺乏已确立的关于变异性的学说。这正是达尔文自然选择学说的论据环节中最薄弱的一环。达尔文本人也敏锐地觉察到这一点,并且为之苦恼了终生

甚至原始人也一定模糊地觉察到变异,或者变异的一部分,与遗传有关。后代在某些特征上与亲代或祖代可能相似这种知识当然是古已有之。所有的动植物育种都是根据某些性状是遗传的这一认识。任何改进品种的努力,无论是通过人工选择还是杂交育种,都毫无例外是根据遗传的要求。甚至性别在受精中的作用在某些文化中也是很早就已知道的,例如两河流域文化的亚述人至少早在公元前两千年就用雄枣树花的花粉使雌枣树的花受精

然而遗传的本质及其机制却一直是一个谜。上古的博物学家和农学家的早期观察以及医生和哲学家的推测引出了很多问题,其中大多数问题一直争论到20世纪初。也许升物学中没有别的领域在其发展中否定错误的观点和信条比在遗传学中更重要。这些错误观点或信念是:

(1)亲代的精神或气质是遗传的动因,而不是传递肉体的物质;

(2)双亲中只有一个传递遗传要素(布丰和kolreuter曾加以反对);

(3)父本的贡献在量与质上都和母本的不同(从亚里斯多德到林奈都持有这种观点);

(4)环境和身体的活动(用进废退)对遗传物质有决定性影响(获得性状遗传);

(5)有两种截然不同的遗传性,一种是不连续变化(骤变),另一种是连续的无限小变化;

(6)特征(性质)本身是直接遗传的而不是形成性状的可能性(以遗传程序的形式);

(7)双亲所作的遗传贡献在后代中融合在一起(融合遗传)

这只是广泛流传的关于遗传的错误概念的少数例子。遗传是如此明显的现象,变成了形形色色民间“科学”的主题,其痕迹甚至在今天的一般人中还依稀可见。例如动物育种者坚信一头纯种的雌动物如果被一头另一个品种的雄性动物或杂种动物授精,这雌动物的“血”将变得永远不纯,便不再能供育种用。这种信念还往往用于人类,特别是在种族主义者文献中。还有很多人认为一个后代可以有几个父本,因而母本在怀孕期间如果与几个父本交配,其幼仔将具有这几个父本的特征。另外也有人相信遗传物质有很大的可塑性,例如有人认为母本遭遇任何意外(如被蛇吓住)可能影响胎儿

传统的遗传观点从回顾的角度看来其最突出的特点是往往和同时接受的其它观点不相容。对一种无形的不变本质的信念和相信各种形式的环境影响搅合在一起,或者和双亲的供献有差别的看法同时并存。严格的数量概念(如父本影响的强大)和单纯的定性概念(如柏拉图优生学中的个别性状遗传)共存。体质性损伤(断残)遗传也几乎被普遍承认,虽然谁都知道失掉胳膊的战士的儿女并不是缺胳膊的,更不用说在犹太人中千百年来实行的割礼(割除包皮)在遗传上是无效的了

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