摩尔根和他的果蝇试验

　　摩尔根和他的果蝇试验
　　生物科学乃至生命科学因为威尔逊和史蒂文斯的贡献，慢慢揭开了大幕，大戏就要开场了，高潮马上要来临，因为下面要介绍的就是大名鼎鼎的摩尔根！
　　摩尔根可以说是奇才，虽然他不像牛顿或者爱因斯坦那样有轰动世界和改变世界的科学发明和发现，但他的一生是现代科研的典范。怎么这样说呢？
　　首先，他的一生全部投入到生物科学的研究，没有任何中断和干扰；
　　其次他的科研成果是惊人的，这不仅仅表现在他自己做出了很多贡献（他一生写了22部书，发表了370篇论文），还表现在他领导带动下的科研也取得了重大的成功，他的同事就有很多科研名人，他的学生也是贡献非凡，而他后期缔造的加州理工生物系教出了7个诺贝尔医学奖获得者，非常了不起。
　　可以说摩尔根是几乎完全没有负面新闻的科学家，他从普通的科研人员开始，一直做到了美国科学院的主席，一步一步都是正能量，无论是同事，还是学生，下属都对他有极高的评价，这一点非常难得。
　　摩尔根在诺贝尔史创下了三个第一，他是美国第一位，也是霍普金斯大学第一位，还是遗传学领域第一位的诺贝尔奖获得者，虽然他获奖时已经67岁了，这个奖对他来说是太迟了，获奖时他早已名满天下，这个奖有一点安慰荣誉的意思，他甚至拒绝当年参加诺贝尔奖颁奖礼，只是到第二年才发表获奖感言，但无论如何，在当时美国慢慢打破欧洲在科学界绝对发言权的历史时期，摩尔根还是给美国人树立了一个非常好的榜样，也大大鼓励了美国人科研的信心，为后来美国科研主导世界的来临奠定了基础。
　　我们先把摩尔根的生平放一放，讲一讲他成名天下的果蝇实验。
　　我们都知道孟德尔是用豌豆做的实验，那为什么摩尔根及其团队不用豌豆而用果蝇呢？我想原因有以下几方面：豌豆授粉工作量太大，所需等待的时间又非常长（一年有几熟？），而把雄和雌的果蝇放在一起交配，很快就知道后代的情况，实验效率大大提高，而且一对果蝇交配，产下的后代可以很多，后代又可以交配，这更好验证遗传性；最重要的是豌豆很难把特性跟性别连在一起，最起码不直观。比方你说是用高茎的花粉，也就是高茎的母系，但花粉看不出高茎来，你的实验就容易被人质疑。而果蝇不同，一个带白色眼睛的雌果蝇，一下子就可以给别人展示出来，而摩尔根的研究都跟生物的性别有关；培养果蝇需要的空间小，据说摩尔根著名的果蝇实验室（英文名叫flyroom），只有16X13英尺，大概20平方米。而你如果种豌豆，需要的土地就很大了（因为你要大范围试验）。即使你有资源得到大面积的土地，管理起来也会要你的命；
　　总之用果蝇做实验是有很大优势的，有点万事俱备只欠东风的感觉。
　　你如果是个较真的人，你又会问了，既然果蝇像你说得那么理想，为什么孟德尔要用豌豆，而不用果蝇呢？
　　这你就要对比孟德尔和摩尔根了。孟德尔是孤身一人，经济上也没人资助，而摩尔根有一个团队，经费也应该非常充足。
　　用果蝇的缺点就是遗传特性不像豌豆那么好确定，你需要多种手段去形成果蝇的一些遗传特性，也就是要寻找甚至人工造成果蝇一些容易观察的变异特性，这样实验才能有效进行下去。而这些都需要仪器，需要人力物力甚至大量的金钱，这些孟德尔都没有，而摩尔根却有。
　　不过理想很丰满，现实很骨感。任何事情都不是一帆风顺的。事实上，计划的非常完美，团队又全部是精英的果蝇实验室竟然在两年内毫无进展！
　　团队用了很多手段，包括物理的，化学的加上辐射的，以促进果蝇的交配，以发现可以验证遗传性的变异，可惜几乎什么没得到，只有一些零星的结果。史料上的一笔带过包含了多少辛酸，这只有当事人知道。关键是在当时，理论界还一片混乱，怀疑染色体遗传性的思想还占上风，毕竟成功的试验就那么几个，而大自然复杂的前后代关系，总让人相信事情不会那么简单，一切都是有几个染色体决定，不可能吧？
　　好在摩尔根团队的坚持，奇迹终于发生。带来奇迹的是实验室来了一个白色眼睛的雄果蝇！而原来的果蝇全部是红色眼睛。
　　这里也先停下来，有的同学可能有一点点疑问：要验证遗传性为什么需要变异的特性？这也许就是科研的乐趣和奇妙之处了，遗传性必须变异才能验证，看似非常矛盾，其实里面蕴含着最基本的科研原理，你如果没有反面，你就证明不了你就是正面。遗传性就是这样，如果生物就是一个特性永远不变的遗传下去，你还没法验证生物具有遗传性！比如说吧，如果果蝇只有红色的眼睛，你就没办法验证红色的眼睛具有遗传性，因为后代一直都是红色的眼睛，你凭什么说是遗传来的？更具体的说，你怎么能证明红色眼睛果蝇的染色体具有遗传性？
　　所以，一个没有科研精神的人是很难进入科研世界。打个比方，你如果按常人思维，你永远也解决了是鸡生蛋还是蛋生鸡的问题。但你如果有科学头脑，你就会跳出这个死循环，难道在生物进化的初期，就不能有鸡生鸡吗？更极端的，蛋生蛋为什么就不可能发生？事实上应该也是如此，在生物生存发展的漫长岁月里，虽然稳定遗传是主流，但变异也是一个关键。自然选择和变异是生物进化的基本条件，如果没有这些大的变异，人怎么可能从猴子变来？
　　这又产生一个问题，你如果是一个孟德尔理论的粉丝，你该不该接受达尔文自然选择和变异的观点。答案还真是出乎常人的意料，你只有接受于你观点不同人的意见，你才能在科研上做出成绩！这与我虽然反对你的意见，但我誓死捍卫你发言的权利有异曲同工之妙，不同的声音是科研工作的必要条件，你如果是一个固执的只想听到自己声音的人或跟自己意见一致人的发言，我劝你就远离科研，最好去天朝的官场发展，因为你的科研之路是走不远的。
　　回到一个白色眼睛的果蝇（这个果蝇是雄果蝇）给摩尔根团队带来了生机的故事。
　　两年了，一个绝好的机会终于来临，上帝还是眷顾努力的人。机会有了，团队的实力就开始显现。摩尔根
　　这时显示他的科研能力和领导天才，更重要的是他的勤奋！马上，摩尔根让雄的白色果蝇跟雌的红色果蝇交配，得到后代，进行统计，白色眼睛的有多少，红色的有多少。大家还记得那张旁氏表吗？我再把它引用在下面：
　　从表中我们可以看到，第一代后代不用说都是红色眼睛，（先要知道眼睛的颜色，红色是显性遗传，白色是隐性遗传，如果不是这样，就不可能自然界基本都是红色眼睛的果蝇），我们先从史蒂文斯的性别遗传规律开始，红色眼睛的果蝇是两个大Y：YY（母果蝇），白色果蝇是一个小x，一个小y：xy，两者一结合，必然有一个大Y出现，而按照孟德尔的显性遗传占统治地位的理论，有大Y就出现大Y的特性：红色眼睛。
　　再往下发展一代，也就是把这些后代再让他们雌雄交配，事情和数据就开始有些复杂，因为这时经过观察，白色眼睛会出现，而且比例是3：1。其实这正好符合了孟德尔和史蒂文斯的理论，我这里就不详述了（写出来就非常复杂），同学你如果有心可以用旁氏表算一下。
　　摩尔根和他的团队当然不会到这里就停手了，他们继续下一代的试验。到了下一代，他们可操作的交配就多了。比如，白色眼睛的雌和红色眼睛的雄交配，等等。所以说一个白色眼睛的果蝇，就改变了摩尔根及其团队的命运，可以让他们大展拳脚！同时随着时间的推移，好运气又不断的眷顾他们，他们又找到了各种各样的变异果蝇。比如，正常果蝇是棕色身体的，他们又发现了黄色身体的果蝇。他们还发现比正常果蝇翅膀小的果蝇，等等。几年下来，他们共发现了80种果蝇的变异特性，全部用于试验，并做了特性组合试验。这个规模就不是一般的大。如此数量庞大的试验，经过统计运算，终于证明了染色体的遗传特性（因为统计计算出来的结果跟用孟德尔以及史蒂文斯模型计算的结果一模一样，没有差别），同时证明了摩尔根及其团队得出的最大规律：基因连锁互换定律。这个就是摩尔根的镇山之宝，也是他获得诺贝尔奖的最大贡献。经过摩尔根和团队的努力，再几乎没有人质疑染色体是遗传的基础，染色体里肯定含有遗传物质。
　　这又会下一步发现DNA以及DNA的结构打开了大门。所以说，人们普遍把摩尔根称作遗传学之父，因为只有在摩尔根及其他领导下的团队多年的实验，完美的数据及统计，才实实在在的证明了染色体的遗传性，以及基因就存在于染色体之内的理论，遗传学到了这个阶段，才真正成了科学。