什么是基因?概念的提出
Deep-Sci:"-sci-"源自拉丁语的"scientia"(知识)
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我们在定义“新大陆”的时候需要使用全新的术语,现在是给孟德尔的“遗传单位”命名的时候了。
什么是基因?人类对基因这个“遗传信息的载体”的认识不过一百多年,历经达尔文的“泛子”和弗里斯的“泛生子”,后由约翰森命名为“基因”。
基因的早期概念起源于19世纪70年代达尔文提出的泛生论(意为“源自万物”),达尔文认为生物体的所有细胞都会产生名为泛子(gemmules)的微粒,而这些含有遗传信息的泛子就存在于亲代体内。
由于达尔文无法通过实验手段证验遗传理论,因此他只能从纯理论角度进行推断。
达尔文为了弄清楚这个概念花了近两年的时间,他在获得充足的论据之前精神已经濒临崩溃。
提出泛生论的时候,就连达尔文自己也承认:“虽然这个假说还不尽如人意,但是对我而言已经如释重负。”
看起来,达尔文再次将两个完全不同的生物学理论整合在了一起,他借鉴了毕达哥拉斯的缩微人(泛子)理论和亚里士多德的信息与混合的概念,然后再将它们融合在一起打造成全新的遗传理论。
1878年夏季,时年30岁的荷兰植物学家雨果·德·弗里斯赶赴英格兰拜访达尔文。与其说这是一次科学性拜访,倒不如称之为“朝圣”。
他们促膝长谈两个小时后,年迈的达尔文才提出要稍稍休息一下。德·弗里斯在离开英格兰后思想上发生了巨变。
经过这次简短的会谈,达尔文为德·弗里斯奔涌的思潮安装了一扇闸门,并且永久改变了它流动的方向。
德·弗里斯也曾认真研读过达尔文的著述,他将目光锁定在泛生论上,该理论认为精子与卵子将以某种方式收集并且核对体内的“信息微粒”。
这种在细胞中收集然后在精子中装配信息的方式看似简单,可是要把它作为构建生物体的指南却过于牵强附会,仿佛精子只需要接收电报里的信息就可以撰写人类之书。
与此同时,反对泛生论和泛子的实验证据也在不断增多。
1897年,德·弗里斯完成了《遗传性畸变》一文,在这篇具有里程碑意义的论文中,他对实验数据进行了系统分析,并且推断每种性状是由单一信息微粒决定的。
每个杂合体都继承了两个这样的信息微粒,其中一个来自精子,而另一个来自卵子。然后,信息微粒又通过精子和卵子完整地传递给下一代。信息微粒既不会混合,也不会出现信息丢失。
尽管德·弗里斯全面否定了达尔文的泛生论,可是为了向导师致以最后的敬意,他给这些信息微粒起名为“泛生子”。
根据达尔文进化论第一阶段的发生机制,自然界会本能地产生某些罕见的畸形,达尔文曾将这些变异体称为“巨变”,意指变化无常的大千世界。
但是德·弗里斯选择了一个更为严谨的词语:他将这种情况称为“突变”,源自拉丁语“改变”一词。
德·弗里斯很快便意识到自己的观察结果具有重要意义:这些突变体恰好是达尔文之谜中缺失的部分。自然选择不是作用于生物体,而是影响其遗传单位。
德·弗里斯意识到,鸡只是鸡蛋自我更新过程中的产物。
生物信息流转并不局限于遗传过程,它实际上遍布生物体内的每个角落。
遗传性状的传递仅是信息流运动的一个例子而已,但是如果你穿越想象的空间来仔细端详,那么就不难理解信息在整个生命世界中流转的轨迹。
胚胎伸展身体、植物追逐阳光以及蜜蜂结伴起舞分属于不同的生物行为,而我们要想了解其原理就需要对加密的遗传指令进行解码。
1909年夏季,植物学家威廉·约翰森为遗传单位创造了一个特殊的名词。
起初他考虑使用德·弗里斯的“泛生子”一词,并以此向前辈达尔文表示敬意。
但是事实上达尔文对此概念的解释并不正确,而“泛生子”一词很容易引起人们误解。
于是,约翰森将“泛生子”(pangene)的拼写缩短,创造出“基因”(gene)一词。
至此,基因一词虽然已经被提出,但人们对它的理解还仅限于一个概念,直到托马斯·亨特·摩尔根于1928年出版了《基因论》专著,对基因这一遗传学基本概念进行了具体而明确的描述。
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。
继而,人们将进一步探求:基因的物理和化学本质是什么?基因如何传递?它们位于何处?它们的调控机制是什么?基因在生命起源中的作用是什么?
去年今日2017.11.30:
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