果蠅的上帝--研究染色體的莫根

一八六六年九月二十五日生於美國肯塔基州的遺傳學家莫根,有個顯赫的家世。他的雙親都是英國貴族的後裔。在小的時候,莫根就對生物方面有著濃厚的興趣;每當鄰家的貓、狗要生小貓、小狗的時候,他總是第一個跑去看,想實際了解小狗是怎樣生下來的。為了觀察植物的形態,他常專注的忘了回家吃飯。當他稍大時,常常利用整個暑假到附近的地方去旅行。

一八八六年他到肯塔基州立大學讀動物學,不久又進入約翰金斯大學,兼修形態學和生理學。一八九O年得物生物學博士,並在離費城不遠的布拉恩莫學院擔教授。由於任教的關係,莫根逐漸喜歡實驗性的工作。

在當時有一位荷蘭的生物學家在偶然的機會發現,繁殖活的生物,有時候會產生新的品種出來,因此在一九O九年,莫根四十三歲時,他注意到這點,於是開始遺傳原因的研究。

首先,他需要一種生命週期短的生物,而且適合在實驗室中繁殖的。他試過白鼠、老鼠、鴿子甚至蚜蟲,最後才決定用果蠅。

果蠅是一種非常小的生物,最喜歡聚集在腐敗的水果上面,他的卵在一天之內就能變成細細的白色幼蟲,兩三天後化蛹,五天之就變成長著翅膀的成蟲。果蠅從卵到成蠅的生命週期,只有十天左右,一年之中可以傳三十代,是最適合做遺傳實驗的生物。

從一九O九年的秋冬天二季開始,莫根讓果蠅處在各種反常的情況下,希望能引起變種,但沒有發現。直到一九一O年四月,化終於發現一隻白眼睛的雄蠅,這使他非常興奮,因為一般野生果蠅的眼睛都是紅色的。於是他把白眼睛的果蠅和紅眼睛的果蠅互相交配,看看會產生那一種下一代。九天之後,瓶子中擠滿了第一代的果蠅,用乙醚醉後,在於大鏡下檢查,發現共繁殖了一千二百三十七隻果蠅,都是紅眼睛的,這是預料中的事,因為紅眼睛是顯性的特徵。然由第一代果蠅中,取出一些做同種交配,十天出現了第二代,共繁殖出四千多隻果蠅,個個像鑽石一樣的被保護和檢,查結困發現有三千四百七十隻紅眼睛,七百八十二隻白眼睛,這和孟德爾的遺傳定律一比三,大致是相同的。

新的變種不斷的出現,莫根的桌上和架上擺滿了各式各樣的牛乳瓶子。到了一九一O年底,莫根已發現了十五種困蠅變種,他讓行同種交配或混種交配,再觀察新變種的出現。

一九一一年,這一年莫根和他的助手們又發現了二十五新變種,有的翹翼、有的短腳、有的眼形棒狀,使變種總數達四十種之多。在不到三年之中,居然產生這麼多的新變種,這是科學界人士所無法想像的。

 

【發現染色體】

除了混種繁殖的結果之外,莫根還充分利用高倍數的顯微鏡來證明。在發現生殖細胞後一百五十年,人們發現細胞中還有更小的物體,叫做細胞核,大家都認為是「遺傳的媒介」。到了一八八八年,人們又發現細胞核中還有更小的物質存在,稱之為「染色體」;是因為在染色的過程中,它們是細胞中最容易染上顏色的。

經由顯微又發現,不同的生物體的生殖細胞中,所含的染色體各不相同。果蠅的細胞核中的有四個染色體,三大一小,小的小到彷彿只是一個小點。在細胞核中飄浮著,這些染色體才是影響遺傳的最主要因素。

莫根又開始研究生殖細胞的減數分裂。據他觀察:當生物體的子和精子剛要發生受精作用時這種被稱為「生殖細胞」的細胞會經歷奇妙而特別的分裂過程,叫做「減數分裂」

以前對果蠅工作非常輕視的貝特生,一九二二年再度訪問莫根,當他看到果蠅的研究工作,已經為遺傳學指點出一條光明大道時,他便公開發表文章,宣在改變看法,這個聲明使全世界大為轟動,紛紛前來索取變異的果蠅;德國還遣年輕的遺傳學家來學習,然後再回去工作。蘇聯更是積極,這時果蠅已成為世界上舉足輕重的角色了。

一九三三年,諾貝爾生理學及醫學獎頒贈給莫根,以確認現代遺傳學說在生理學及醫學上的卓越貢獻。

一九四一年六月,莫根七十五歲了,他宣布從加州理工學院的生物學系主任上退休。但這並不表示他什麼事也不做了,他繼續從事果蠅的雜交、自交以及造成個體差別的遺傳方面的研究;他不斷的研究、做實驗,直到他死的時候才停止。

這位研究果蠅達二十年之久的遺傳學開路先鋒,在一九四五年的十二月四日與世長辭,享年八十歲。