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   北極博物館 > 頑強的北極生命 > 生命奧秘的研究


生命的最初奧秘

  進入本世紀以來,人們對生物學(xué)的思考和研究已經(jīng)開始一步步地接近于生命最核心的機制和奧秘,那就是,染色體、基因和脫氧核糖核酸。

  通過對蝴蝶擬態(tài)的研究表明,只有自然淘汰才能產(chǎn)生擬態(tài)和原型完全相似的復(fù)雜變化。后來,愈來愈多的證據(jù)支持了這一點,自然淘汰獲得肯定,成為進化的主要因素,而突變只是一種輔助因素而已。

  而無論突變、漸變,把這種信息一代一代傳遞下去的遺傳單位到底是什么樣子呢?直到有了顯微技術(shù)之后,才把人類對于生命的認識又大大地向前推進了一步?茖W(xué)家在顯微鏡下發(fā)現(xiàn),細胞核里有若干細小的線狀結(jié)構(gòu),經(jīng)染色,可以在顯微鏡下看得清清楚楚,稱之為染色體。細心的觀察結(jié)果表明,這些線狀結(jié)構(gòu)的染色體活動得十分明顯,在細胞即將分裂時,它就一分為二,分別向兩端移動,當(dāng)分裂完成以后,每個細胞核心則都有一套完整的且彼此相同的染色體。但是,當(dāng)新的卵子細胞或精子細胞快要形成時,每套成對的染色體都只有一半進入新的性細胞。因此,卵子在受精之后產(chǎn)出新細胞時,全部染色體則重新組合,一半來自于父體,一半來自于母體。于是新生的一代有的地方像父體,有的地方像母體。

  1909年,美國哥倫比亞大學(xué)的摩爾根教授開始用果蠅對遺傳因子進行研究,歷時17年,培養(yǎng)了幾百萬只果蠅,最終發(fā)現(xiàn)染色體上有非常準確的部位,分別控制著果蠅的各種特征,于是便勾畫出了染色體圖:在長長的垂直線上標志出了控制黃色身體,白色眼睛,鋸齒邊翅膀,朱紅色眼睛,微型翅膀,叉狀鬃毛,線狀眼睛,剪短的翅膀和成串的硬毛等。并把這些各種特征的決定因素縮小為染色體上的特定部分,稱為基因。摩爾根因此而獲得了諾貝爾獎。

  通過果蠅試驗的研究,科學(xué)家們證實了用人力來制造突變的可能性,由此開始了揭開自我繁殖物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的歷程。

  后來,科學(xué)家們又在對基因的化學(xué)成分進行深入地研究后發(fā)現(xiàn),在細胞核中有一部分物質(zhì)總保持不變,且在化學(xué)成分上與其他已知物質(zhì)完全不同,這就是核酸。核酸含有分子很大的線狀結(jié)構(gòu),且只在染色體中出現(xiàn),據(jù)其化學(xué)成分,后改名為脫氧核糖核酸,簡稱DNA。后又發(fā)現(xiàn)了第二種,與DNA稍有不同,稱為RNA,即核糖核酸。實驗結(jié)果有力表明,DNA正是人們長期以來一直尋找的遺傳材料。雖然這種物質(zhì)非常微小,除用高倍顯微鏡外,在細胞中無法見到,但它們卻是生命的核心,小到細茵,大到鯨魚和最高級的生物――人類,其生長所需的全部命令和信息都儲藏在DNA里,形成了一個密碼庫。實際上,DNA就像蜂王一樣,停留在細胞核里,制造出好幾種RNA。而這些RNA像蜜蜂一樣,按照DNA的命令,擔(dān)負著各種有序的工作,把氨基酸造成蛋白質(zhì),又把蛋白質(zhì)排列成長長的鏈條,構(gòu)成生命的基礎(chǔ)。在這個過程中,如果DNA發(fā)出一個錯誤的指令,就能改變蛋白質(zhì)的精確排列,從而產(chǎn)生突變。由此也就不難解釋果蠅試驗,以及當(dāng)人類受到過量的射線輻射后,幸存者竟生下了許多怪胎嬰兒(例如廣島原子彈爆炸事件的后果)。

  至此,科學(xué)家們自認已找到了生命的真諦,至少已接近于此。那就是:生命的最小單元是細胞,而所有細胞的結(jié)構(gòu)都一樣,由細胞核、細胞質(zhì)和細胞壁組成的。而生命的全部奧秘都儲藏在細胞核里;細胞核中最關(guān)鍵的物質(zhì)是染色體,它在細胞分裂中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用;而染色體中最關(guān)鍵的物質(zhì)則是基因或是DNA,這種奇妙的分子看似很簡單,但卻包含制造一切新細胞的詳細命令,就像一個司令部。而DNA分子則是由一種叫做核酸的建筑材料構(gòu)成的,每個單獨的DNA分子可能含有幾百萬個這種建筑材料,它們的排列順序則提供了無窮無盡的各種組合和密碼。于是,一些本無生命的物質(zhì)的分子和原子按一定順序排列起來,就構(gòu)成了一個相對十分巨大的DNA分子。雖然這個DNA分子還說不上是否有生命,但卻能神奇地發(fā)出種種指令,指揮著細胞的活動、生長和分裂,這便具有了真正的生命。而這種具有決定意義的轉(zhuǎn)換到底是怎樣實現(xiàn)的,或者說DNA的分子到底是怎樣生長出來的,人們?nèi)匀皇遣恢赖摹?/p>

 

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