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美国进化生物学家——摩尔根

1866年9月25日出生在肯塔基州的列克星敦(lexington)。在肯塔基州立学院 (state college of kentucky) 现在的肯塔基大学 (university of kentuck)接受教育。他在约翰霍普金斯大学(johns hopkins university)研究胚胎学,并于1890年获得博士学位。

摩尔根自幼热爱大自然。童年时代即漫游了肯塔基州和马里兰州的大部分山村和田野,还曾经和美国地质勘探队进山区实地考察,采集化石。14岁(1880年)时,考进肯塔基州立学院 (现为州立大学)预科,两年后升入本科。1886年春以优异成绩获得动物学学士学位,同年秋天,进入霍普金斯大学学习研究生课程。

报到前,摩尔根曾在马萨 诸塞州安尼斯奎姆的一家暑期学校中接受短期训练,学到了不少海洋无脊椎动物知识和基本实验技术。读研究生期间,系统地学习了普通生物学、解剖学、生理学、形态学和胚胎学课程,并在布鲁克斯(wkbrooks,1848-1908)指导下从事海蜘蛛的研究。1888年,摩尔根的母校肯塔基州立学院对摩尔 根进行考核后,授予他硕士学位和自然史教授资格,但摩尔根没有应聘,继续攻读博士学位。1890年春,摩尔根完成论海蜘蛛的博士论文,获霍普金斯大学博士学位。1891年秋,摩尔根受聘于布林马尔学院,任生物学副教授,1895年升为正教授,从事实验胚胎学和再生问题的研究。

1903年摩尔根应威尔逊 之邀赴哥伦比亚大学任实验动物学教授。从1904年到1928年,摩尔根创建了以果蝇为实验材料的研究室,从事进化和遗传方面的工作。1928年,62岁 的摩尔根不甘心颐养天年的清闲生活,应聘为帕萨迪纳(pasadna)加州理工学院的生物学部主任。他将原在哥伦比亚大学工作时的骨干布里奇斯、斯图蒂文特和杜布赞斯基 (thdobzhansky,1900-1975)再次组织在一起,重建了一个遗传学研究中心,继续从事遗传学及发育、分化问题的研究。1945年 12月4日,因动脉破裂,摩尔根在帕萨迪纳逝世,享年78岁。

摩尔根父亲和母亲的家族都是当年南方奴隶制时代的豪门贵族。虽然由于南北战争中南方的失败,家境已经败落,摩尔根父亲和母亲却都以昔日的荣耀为自己最大的自豪,并希望小摩尔根能够重振家族的雄风。摩尔根家族出过外交官、律师、军人、议员和政府官员,却从来没有出过一个科学家,而托马斯亨特摩尔根是一个异类。用他自己日后所创造的遗传学术名词来形容的话,他是摩尔根家族中的突变基因。

小摩尔根生来就是一个博物学家,对大自然中的一切都充满了好奇心。他最喜欢的游戏就是到野外去捕蝴蝶、捉虫子、掏鸟窝和采集奇形怪状、色彩斑斓的石头。他经常趴在地上半天不起来,仔细观察昆虫是如何采食、如何筑巢。有时他还会把捕捉到的虫、鸟带回家去解剖,看看它们身体内部的构造。

小摩尔根10岁的时候,在他的反复要求下,父母同意把家中的两个房间给他专用。于是,他动手刷油漆、糊壁纸,按照自己的意愿把两个房间重新 装饰一番,然后在里面摆满了自己亲手采集和制作的鸟、鸟蛋、蝴蝶、化石、矿石等各种标本。直到摩尔根逝世后,这两个房间里的摆设还保持着他少年时的原样。

小摩尔根的另一个爱好是看书,特别是那些关于大自然、生物的书。如果没有人叫他吃饭的话,他可以一整天泡在书房里。摩尔根还有一个从小养成的习性,就是不修边幅。他从不要求父母添置新衣服,也不会因衣服破旧而难堪。

摩尔根对知识的热爱,使他在学习上倾注了极大的热情。在他14岁生日过后没几天便初中毕业了,考入肯塔基州立学院的预科学习。美国的大学预科,实际上相当于中国某些大学的附属中学的高中。两年后,16岁的摩尔根顺利地转入了大学本科,他选择的是理科专业,学习数学、物理学、化学、天文学、博物学、农学和应用工程学等。他最感兴趣的博物学贯穿于大学四年的课程之中,他还有幸遇到了两位杰出的博物学教授。摩尔根对博物学的爱好一直延续到他的老年,他日后从事胚胎学、遗传学的研究,可以说是他从小对博物学爱好自然而然的发展与深化。

当摩尔根大学毕业时,他还没有想好自己将来的发展方向。同学们毕业后有的经商,有的从教,有的办农场,有的去了地质队,而摩尔根对这些工作都不感兴趣。用他自己的话说:自己是因为不知道干什么好,才决定去攻读研究生的。他报考了霍普金斯大学研究生院的生物学系。当时的霍普金斯大学创办仅10年,规模不大,也没有什么名气。他之所以做出这个选择,主要是因为霍普金斯大学位于马里兰州,是他母亲的娘家,同时生物学又是与博物学关系十分密切的专业。

霍普金斯大学以医学和生物学见长,办学方向侧重于研究生教育,特别是它非常强调基础研究和培养学生的动手实验能力。这所大学生物学专业的教学目的,不像当时美国其他大学那样主要是为了在医学和农业生产中的应用,而是侧重于基础科学研究,并且课程几乎都是在实验室里上的,纯粹的课堂讲授实际上是被取消了。

学校还非常重视通过实验培养学生严谨求实的科学精神和严肃认真的工作态度。当时的生物学系主任马丁教授曾告诫学生们:不要以为实验室中的设备是自动化的‘生理灌肠机’——从这头塞只动物进去,扳手一拉,另一头就出来了重要的科学发现。在教学思想和教学方法上,霍普金斯大学走在了美国其他大学的前面,这也是它后来培养出7名诺贝尔生理学及医学奖获得者、成为世界著名学府的成功原因之一。

霍普金斯大学富有特色的教学方法,为摩尔根日后的研究打下了良好的基础,并使他形成了一切都要经过实验的信条,他崇信实验结果更胜于权威们的结论。他曾经对达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说抱有怀疑态度,但实验得出的结果,使他最终信服了上述学说,并使之得到发展和完善。他取得的一系列重要研究成果,几乎都是从实验中得来的。两年后,摩尔根获得了硕士学位,他的母校肯塔基州立学院给他寄来了博物学教授的聘书。尽管当时父亲没有固定工作,家境十分窘迫,迫切需要作为长子的他肩负起家庭经济的重担。但此时的摩尔根已经坚定了从事生物学基础研究的理想,他留在了霍普金斯大学,继续攻读博士研究生。

在攻读博士研究生期间和获得博士学位后的10多年里,摩尔根主要从事实验胚胎学的研究。1900年,孟德尔逝世16年后,他的遗传学说才又被人们重新发现。摩尔根也逐渐将研究方向转到了遗传学领域。摩尔根起初很相信这些定律,因为它们是建立在坚实的实验基础上的。但后来,许多问题使摩尔根越来越怀疑孟德尔的理论,他曾用白腹黄侧的家鼠与野生型杂交,得到的结果五花八门。但与此同时,德弗里斯的突变论却越来越使他感到满意,他开始用果蝇进行诱发突变的实验。

他的实验室被同事戏称为蝇室,里面除了几张旧桌子外,就是培养了千千万万只果蝇的几千个牛奶罐。1910年5月,他的妻子兼实验室的实验员发现了一只奇特的雄蝇,它的眼睛不像同胞姊妹那样是红色,而是白的[1]。这显然是个突变体,注定会成为科学史上最著名的昆虫。这时摩尔根家里正好添了第三个孩子,当他去医院见他妻子时,他妻子的第一句话就是那只白眼果蝇怎么样了?他的第三个孩子长得很好,而那只白眼雄果蝇却长得很虚弱。摩尔根极为珍惜这只果蝇,将它装在瓶子里,睡觉时放在身旁,白天又带回实验室。它这样养精蓄锐,终于同一只正常的红眼雌蝇交配以后才死去,留下了突变基因,以后繁衍成一个大家系。

这个家系的子一代全是红眼的,显然红对白来说,表现为显性,正合孟德尔的实验结果,摩尔根不觉暗暗地吃了一惊。他又使子一代交配,结果发现了子二代中的红、白果蝇的比例正好是3:1,这也是孟德尔的研究结果,于是摩尔根对孟德尔更加佩服了。

摩尔根决心沿着这条线索追下去,看看动物到底是怎样遗传的。他进一步观察,发现子二代的白眼果蝇全是雄性,这说明性状(白)的性别(雄)的因子是连锁在一起的,而细胞分裂时,染色体先由一变二,可见能够遗传性状,性别的基因就在染色体上,它通过细胞分裂一代代地传下去。

染色体就是基因的载体!摩尔根和他的学生还推算出了各种基因的染色体上的位置,并画出了果蝇的4对染色体上的基因所排列的位置图。基因学说从此诞生了,男女性别之谜也终于被揭开了。从此遗传学结束了空想时代,重大发现接踵而至,并成为20世纪最为活跃的研究领域。为此,摩尔根荣获了1933年诺贝尔生理学及医学奖。他是霍普金斯大学、也是美国的第一位诺贝尔生理学及医学奖得主;也是第二位因遗传学研究成果而荣获诺贝尔奖的科学家。

在霍普金斯大学读书和留校任教的岁月里,摩尔根始终保持着对生物学界进展的高度关注。当1900年孟德尔的遗传学研究被重新发现后,不断有遗传学的新消息传到摩尔根的耳朵里。摩尔根一开始对孟德尔的学说和染色体理论表示怀疑。他提出一个非常尖锐的问题:生物的性别肯定是由基因控制的。那么,决定性别的基因是显性的,还是隐性的?

不论怎样回答,都会面对一个难以收拾的局面,在自然界中大多数生物的两性个体比例是1:1,而不论性别基因是显性还是隐性,都不会得出这样的比例。为了检验孟德尔定律,摩尔根曾亲自做了实验,他用家鼠与野生老鼠杂交,得到的结果五花八门,根本无法用定律解释;而且,关于染色体上有基因的说法,当时还只是猜测,用猜测的理论来解释孟德尔的遗传学说,坚持一切通过实验原则的摩尔根认为那是不可信的。怀疑归怀疑,摩

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