情有独钟(1)

一

　　◎第一章　历史的回顾

　　巴巴拉·麦克林托克第一次接触到遗传科学时，这门学科还非常年轻，只比她的年龄稍大一些。虽然在她诞生的前两年，即一九〇〇年，人们已重新发现了孟德尔的著作，但是直到一九〇五年，还没有创造出“遗传学”这个词；而“基因”这个词则直到一九〇九年还未被人承认。甚至在那以后，它的定义还是不清楚的，因而当然也就不会被认为是在生物体内部依赖生物体而存在的一种物质实体。基因充其量不过是一个抽象的概念，用来使一些规律有意义而已。而根据这些规律，遗传特性是从一代传到下一代的。一九〇二年，一位美国研究生沃尔特·萨顿和德国动物学家西奥多·博维里各自独立地提出了这样一个辉煌的思想：细胞学家所研究的孟德尔“因子”，亦即基因，是与细胞内部染色体的结构有关系的。

　　在麦克林托克一九一九年到康乃尔大学以前的年月里，已经有足够多的证据令人信服地证实了基因和染色体结构之间的关系。这些证据大部分来自哥伦比亚大学T.H.摩尔根的“果蝇室”。从一九一〇年到一九一六年，摩尔根、A.H·斯特蒂文特、H.J.马勒和C.B.布里奇斯对果蝇的染色体和基因进行了研究，获得了证实基因和染色体之间存在着关系所必需的大量证据。在这个实验室里诞生了细胞学科学。通过对有特别明显特征的生物（例如果蝇，它的主要差异是眼睛的颜色和翅膀的形状）进行杂交或交配，研究人员试图将生物的连续世代特征与特殊的（X或Y）染色休的特征互相联系起来。有了这些成果，遗传学家就能根据孟德尔遗传学大胆地假设出一个物质的基础。

　　到一九一五年，已有了十分充分的证据，从而使得摩尔根、斯特蒂文特、马勒和布里奇斯能够出版他们的划时代的著作《孟德尔遗传机制》，第一次试用染色体理论的术语来解释遗传学的全部原理。以后的年代就是热烈的论争和T.H.摩尔根废寝忘食地进行工作的年代。那时，甚至象伊文·威廉·贝特森这样的早期孟德尔理论的辩护人，也曾反对为遗传学假设一个如此“唯物主义的”基础，而摩尔根自己早年也曾这样反对过。但是，随着证据的不断积累，要向染色体理论提出挑战就越来越困难了。大部分不在大学里工作的生物学家，特别是农业学校的生物学家，对于新的生物学的热忱，一直比不上他们在大学里的同行们。对他们中的许多人来说，哥伦比亚大学所研究的仍然是可疑的“抽象物”。虽然早在一九一一年摩尔根就竭力主张“细胞学要为实验证据提供所需要的原理”，而在农业研究方面，细胞学工作仍不是一个优先考虑的课题。

　　一九二七年，巴巴拉·麦克林托克获得康乃尔大学农学院植物学博士学位，当时，哥伦比亚大学摩尔根果蝇室使细胞学和遗传学联姻所引起的轩然大波还没有波及到康乃尔大学。也许其最重要的差别在于，康乃尔的遗传学家研究的是玉米而不是果蝇。在康乃尔大学的R.A.埃默森的影响下，玉米植物已成为研究遗传学的最有力的工具。玉米棒子上籽粒的颜色鲜艳易辨，几乎图解式地表明了遗传的特征。果蝇每十天就向遗传学家提供一批新的一代，而玉米则成熟得较慢；实验人员有充分的时间可对每株植物进行细致的了解，并追踪其一个世代的发育情况。但是，尽管人们对遗传学已开展了广泛的研究，却几乎还没有分析过玉米的染色体。麦克林托克还在读研究生时，就已向她的康乃尔大学的同事们证实，玉米遗传学象果蝇遗传学一样，不仅可以通过培育这种生物观察其后代生长的情况，而且还可以通过显微镜检查染色体来进行研究。这样就跨进了遗传学奥秘的新的窗口，这件事对整个遗传学未来的发展是具有决定性意义的，

　　麦克林托克用一种刚由细胞学家约翰·贝林发明的重要的新染色技术成功地鉴定和描绘了玉米染色单体的长度、形状和模式。这项工作一经完成，她就可以把育种实验的结果（遗传交叉）同染色体的研究结合起来。在以后的年代里，麦克林托克发表了一系列论文，把玉米提高到可以和果蝇竞争的地位。同时也为她自己确立了美国第一流的细胞遗传学家的地位。一九三一年，她和学生哈里特·克赖顿在《国家科学研究院记录汇编》上发表了一篇论文，证实在性细胞形成时所发生的遗传信息交换，是和染色体物质交换一起进行的。这叫做“玉米细胞学和遗传交换的相关性”。这一研究成果，被称为“真正伟大的现代生物学实验之一”，它使得研究人员终于无可辩驳地获得了遗传学的染色体基础。詹姆斯·彼得斯在他的《遗传学经典论文》一文中介绍了麦克林托克的这项工作，文章说：

　　现在我们终于取得了一个分析，把最后的一个链环装到了链
　　上，从这里，我们看到了细胞学的证据和遗传学的结论之间的相
　　关性，那是如此的有力和显而易见，以致你无法否定它的正确性。
　　这篇论文被称为实验遗传学的里程碑。不，它不止是里程碑，它
　　是这门学科的一块奠基石。

　　整个三十年代，麦克林托克在康乃尔大学，在加州理工学院，接着又在密苏里大学，不断地做实验，不断地发表文章，这加强了细胞学和遗传学之间的关系，但同时也使之复杂化了。一九三九年，她被选为美国遗传学会的副主席，一九四四年成为国家科学研究院的院士，一九四五年担任遗传学会的主席。

　　在被选入国家研究院的那一年，她开始了一系列的实验，使她得出了“转座”的结论，现在许多人都认为这是她事业中最重要的一项成果。然而在当时，只有她自己那么想，而对大多数人来说，她的结论似乎太激进了。如果说一九四九年在麦克林托克的事业里是关键性的一年的话，那么对遗传学历史来说同样也是决定性的年份。不过原因却与麦克林托克无关。就在这一年里，微生物学家奥斯瓦德·艾弗里和他的同事科林·麦克理奥德和麦克林·麦卡迭发表论文，证实DNA是遗传的物质基础。

　　麦克林托克的事业是在生物学思想发生重大革命的时刻开始的。现在她又目击了另一次同样重要的革命。关于分子生物学诞生的故事，现今已被讲述了多次，在这个故事里，既有紧张而又富戏剧性的事件，又有有声有色的人物；它时而是快速的行动，时而又是孤注一掷的战斗。到五十年代中期，分子生物学的风暴席卷了生物世界。看来它已解决了生命的问题。它给生物学带来了一个需要探究的全新的世界和一个用科学语言进行阐述的全新的模式。而在这个需要探究的世界里，麦克林托克的工作，看来却越来越带有个人的风格，越来越不引人注目。

　　一九三八年，物理学家马克斯·德尔布吕克把注意力转向了遗传问题，他争辩说噬菌体的重要性在于它是“研究生物自身复制的理想材料”。噬菌体是一种亚细胞的和亚细微的粒子，只是在最近才被确定为生命的一种形式。

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