摩尔根

摩尔根

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人物简介

托马斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan) 是美国进化生物学家，遗传学家和胚胎学家。发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，是现代实验生物学奠基人。于1933年由于发现染色体在遗传中的作用，赢得了诺贝尔生理学或医学奖。主要成就：美国实验胚胎学家、遗传学家、基因学说的创始人、美国全国科学院院长、美国遗传学会主席、实验动物学和实验医学学会会员。

不平凡的一生

1866年9月25日，摩尔根诞生于美国肯塔基州的列克星敦。孩提时代的摩尔根经常在肯塔基的山区和农村漫游。每逢夏天，他都到马里兰西部母亲的老家去作客，这使他有机会探寻和收集化石。他还曾经与美国地质调查队一起在肯塔基山区工作过两个夏天。所有这些活动，使摩尔根熟谙了大自然的历史，并在他的一生中留下1880年，摩尔根进入肯塔基州立学院的预备部，两年后进入院本部(现在的肯塔基大学)学习。1886年以最优异的成绩获得动物学理学士学位。他深受他的老师、地质学家克兰多尔和一位同学卡斯尔的影响而走上了科学的道路。卡斯尔比摩尔根早毕业两年，并于1884年到约翰霍普金斯大学当化学研究生。也许是受卡斯尔的影响，也可能是因为自己的母亲家住在巴尔的摩的缘故，摩尔根也考上了霍普金斯大学的研究生。在进入研究生院前的一个夏天(1886年)，摩尔根曾在波士顿的麻省安尼斯昆博物学海洋生物协会工作，这是他第一次接触海洋生物。1890年他完成了对海蜘蛛的研究，并得到博士学位。此后，勃鲁斯奖学金使他得以继续留在霍普金斯进行博士后训练。1891年秋天，他任教于布林马尔学院，直到1904年E·B.威尔逊邀请他到哥伦比亚实验动物学系任教为止。从1904年到1928年，摩尔根一直是哥伦比亚大学实验动物系的一名成员，1928年他辞职去加利福尼亚工学院了深刻的印象。建立生物科学部，并留在那里积极从事科学和管理工作，直到1945年病故。摩尔根在他的学术生涯中，在从事研究和教学工作的同时，还参加了许多专业组织和活动。他是美国遗传学会会员、美国形态学会会员(1900年任主席)、美国博物学家学会会员(1909年任主席)、实验生物学和医学学会会员(1910一1912年任主席)、美国科学进展协会会员(1930年任主席)。他还担任过1932年在纽约举行的第六届国际遗传学会议的主席，又是美国哲学学会和美国国家科学院的成员。通过国家科学院，他直接参与国家研究委员会的活动，特别是1921年到1940年，在国家研究委员会的创建阶段更是如此。除了诺贝尔奖金外，摩尔根还得到了大量的科学荣誉，例如1924年获得达尔文奖章，1939年获得美国皇家学会的科普莱奖章。1904年摩尔根与LV·桑普森(SamPson)结婚，桑普森是摩尔根在布林马尔任教时的学生，一位技术高超的细胞学家。她对丈夫的工作怀着浓厚的兴趣。在他们的四个孩子上学后，她又重新回到实验室，在果蝇的研究工作中作出了重大的贡献。

胚胎学研究

实验胚胎学是摩尔根的早期工作，它与正常胚胎发育密切相关。这是因为在十九世纪九十年代初，特莱希与W.罗克斯(Roux)展开激烈的争论，焦点在于胚胎细胞的分化究竟是由内在因素吸遗传)还是由外部因素(环境)所制约的。摩尔根对去核和有核的海胆和文昌鱼卵片进行了研究。1902年他的工作是研究各种因素(如氯化铿)对蛙卵卵黄的作用，包括对第一个卵裂球的损伤。摩尔根清楚地看到，环境因素可能在某些限度内影响胚胎的发育，但是决定发育的根本因素仍在于胚胎本身：胚胎的组织与特定的胚胎区之间的相互作用。摩尔根在早期胚胎发育研究方面的另一兴趣是成年动物已丢失或受伤的组织(或器官)的“再生”。还在霍普金斯当学生时，他就研究过蛆妇的再生。后来又继续对扁虫、水母、硬骨鱼和有纤毛的原生动物进行了研究。1901年，摩尔根发表了他的第一部主要著作-----《再生》。摩尔根认为发育和再生在一定程度上是事先安排好的，但它们并不只是原存结构的展开。不同结构之间具有特定的相互作用。摩尔根强调说，发育生物学家的职责就是寻找控制这些相互作用的一般规律，只靠描述性解剖学是无法做到这一点的，它也需要实验分析的方法。

基因理论的研究

1911年，摩尔根提出一种设想，如果基因以线性方式排列在染色体上，就应该有一些可以根据它们的相对距离来作图的方法。当时人们已经知道了旧的“交叉型”学说，它是1909年由詹森提出来的。摩尔根认为，两条同源染色体联会时发生部分的交换，而后，两个基因在染色体上分离，它们之间常常发生高频的交换。这样，通过观察两个性状，就可知道创门是否在同一染色体上。子代中两个性状分离的频率，可能表明染色体发生交换的频率。摩尔根等人创造了一种巧妙的“三点测交”法来确定基因之间的相互位置关系。当时已经知道染色体是一种念珠状的线条，如果三个基因位点在一条直线上，则它们具有直线距离相加减的关系。因此，如果以三个基因间的交换值作为三者之间距离测定的标准，就可以确定基因是否是直线排列的间题。摩尔根等人首先从x染色体上的三个基因开始工作，它们是白眼、黄翅和二裂脉基因。经过三点测交，他们证明这三个基因的相互顺序为:二裂脉基因、白眼基因和黄翅基因。因此，摩尔根等人就得出了基因在染色体上呈直线排列的重要结论。他的学生斯特蒂文特根据这一原则第一次作出了果蝇的染色体图。到1913年，他们已经在x染色体上确定了35个基因的相对位置，在第二染色体上发现了26个基因并全部定位，第三染色体上的22个基因也已准确定位。这样，他们就提出了连锁群的概念，即每一条染色体上的基因都连在一起，构成一个连锁群。摩尔根据此预言，果蝇肯定还有一个第四连锁群存在。这一预言不久就得到实验确认。

1915年，摩尔根和他的三位学生斯特蒂文特、布里奇斯和缪勒合作，完成了他最享盛名的著作—《孟德尔遗传之机制》，全面总结了果蝇研究的成果，第一次尝试把遗传学中的一切问题都与染色体行为挂上钩。该书确认了孟德尔定律的正确性，并大大发展了孟德尔的思想。1926年，摩尔根出版了《基因论》一书，全面提出了基因理论：（1）基因是“染色体的物质微粒”，是遗传单位；（2）基因位于染色体上，呈线性排列；（3）基因在细胞分裂时能产生一套同样的基因；（4）有时基因能够变异，并保持其改变了特性；（5）每个基因不只起一种作用，在某些情况下，对个体性状往往显示多种功能；（6）在同源染色体中，等位基因具有相互吸引的作用。摩尔根等人的工作，极大地促进了遗传学的发展，并把基因本质问题突出地提了出来。就基因的本质来说，他明确指出“我们把基因定位在染色体上，我们足以证明基因应被视为物质单位”，在《基因论》中，他就强调必须研究“基因的因果过程的实质”，又说“基因之所以稳定，是因为它代表着一个有机的化学实体。”他的这些观点给人们以深刻的启示。此后的学者就循此前进，探索基因的本质。基因的物质实体性阐明之际，