果蠅科幻小說
① 巨型遠古昆蟲的體型巨大原因
史前那些巨型動物滅絕之謎一直是科學家研究的重點,最新研究稱,數百萬年前巨型飛行昆蟲的出現和衰落,或許與在水中呼吸的它們的幼蟲能夠獲得的氧氣數量有關。
石炭紀不僅僅是巨型昆蟲的時代,也是昆蟲開拓天空的時代,直到今天,昆蟲仍舊是唯一有飛行能力的節肢動物。某些科學家認為本文開初提到的昆蟲有可能具有飛行能力,但畢竟沒得到化石的確認。比較公認的飛翔能力還是被認為是在3.2億年前出現,不考慮前面提到的沒發現翅膀的「可能有飛翔能力」的古老昆蟲,目前被公認最早飛上天空的是蜻蜓。
長期以來,科學家們都猜測,也許是大氣中氧氣含量的變化在它們的興亡中起了關鍵作用。古生物學家開始探究這些大小與現今的老鷹相當的遠古蜻蜓、蟑螂以及其它超型昆蟲的興亡是否與超高的氧含量有關。
英國普利茅斯大學海洋學與工程學院的大衛-比爾頓博士參與了這項研究,他說:「史前時期,更高水平的氧氣通過對它們的幼蟲產生影響,可能助長了巨型昆蟲的進化,很多已經滅絕的龐然大物都要經歷水棲幼蟲階段,這可能並非偶然。」該研究成果發表在《公共科學圖書館》上,比爾頓及其聯合論文作者威爾克-威爾伯克在文章中指出,水棲昆蟲幼蟲對氧氣水平的起伏波動,比在空中呼吸的陸棲成蟲更敏感。
盡管以前科學家也曾提出氧氣水平同巨型昆蟲之間有聯系,但是並沒有人提供可以證明它們之間是如何聯系在一起的確鑿證據。該研究主要著眼於石蠅,它稱,蜻蜓、石蠅和蜉蝣等水棲幼蟲直接從水裡獲得氧氣,而水體里的氧氣遠比空氣里的少。而且幼蟲從水裡獲取氧氣的效率也遠比在空中呼吸的成蟲更低。科學家稱,因此它們可能對可用氧氣的變化更敏感,氧氣塑造昆蟲體型大小的作用,或許對水棲幼蟲尤為重要,它決定了昆蟲身體生長的上限。
巨型昆蟲是涉及到遙遠過去的科幻故事裡的一大特色,以巨型蜻蜓為特寫的邁克爾-克瑞奇頓的小說《侏羅紀
公園》,產生了票房收入高達數百萬美元的電影巨制。科學家認為,記錄顯示翼展長達75厘米的這種巨型昆蟲,生活在大約3.54億到2.9億年前的石炭紀時期。威爾伯克說:「迄今為止,了解生活在過去的巨型昆蟲的嘗試,主要是通過觀察(化石)陸棲成蟲來實現。而我們的工作表明,通過幼蟲解決史前巨人症的問題,或許有助於我們更好地了解氧氣是如何限制昆蟲的身體大小的。」
遠古時代,地球大氣層中氧含量遠遠超出了今天的標准,而古生物學家通過化石標本得知遠古時代的昆蟲體積普遍大於現代。為什麼古代的昆蟲會如此巨大?科學家猜測這有可能與當時的大氣含氧量有關,昆蟲是通過它們身體上的氣孔系統來「呼吸」的。氣孔連著氣管,而且由上往下又附著更多層的越來越小的氣孔,由此把氧氣送到全身。在現今的氧氣水平下,氣孔系統的總長度已經達到極限;超過這個限度,氧氣的水平就會變得不夠。因此該構造可以有效地決定昆蟲的形體大小。石炭紀時代的大氣氣壓也確實比現今要高。
高濃度氧氣環境中,大個頭的昆蟲就有進化上的優勢,它們可以獲得更多的氧氣。對海洋中的無脊椎動物的研究也發現,在更冷和氧氣含量更高的水體中,那裡的生物體積也更大。通過對果蠅的研究發現,有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。但在氧氣含量高、氣壓也高的環境下,接受試驗的果蠅生活到第五代,身體尺寸增長了20%。這是因為較高的大氣壓會使氧氣更多地進入昆蟲體內。
正方 高氧濃度造就了古代巨型昆蟲
石炭紀地球大氣層中氧氣濃度高達35%。不久前,美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人發表的一項古氣候研究肯定了這個猜測。
研究者在報告中指出,石炭紀時地球大氣層中氧氣的濃度高達35%,比現今的21%要高很多。許多節肢動物是通過遍布它們肌體中的微型氣管直接吸收氧氣,而不是通過血液間接吸收氧氣,所以高氧氣含量能促使昆蟲向大個頭方向進化。
這些認識來源於對遠古大蜻蜓的飛行機制的研究。科學家們長期認為,那樣巨大的蜻蜓只能滑翔而不可能飛。航空工程師羅伊·貝克邁爾指出:「很明顯,它們是能飛行的。」其中關鍵條件之一是它們的翅膀可以擺動、彎曲和扭轉。現代蜻蜓就是靠彎曲和扭轉它們的雙翅來上升和前進的。
化石資料表明,古蜻蜓的雙翅上有類似於現代蜻蜓的褶皺結構,現代蜻蜓能扭動外部的翅膀,而古蜻蜓可以緩緩地扭動全部翅膀,所以它們也許不會飛得太快,但還是能飛的。
但是那麼巨大的昆蟲,就算是緩慢的飛行也會因肌肉運動而產生大量熱量。因此,古代蜻蜓一定得有排出自身熱量的途徑,不然它們會被自己的體溫烤死。這一點是美國拉特格斯大學的昆蟲學家邁克爾·梅最先指出的。
科學家發現,現代蜻蜓和其它昆蟲一樣,體內有一種叫血淋巴的體液(即無脊椎動物的血)在它們整個身體中循環流動。當它們太熱的時候,會增加腹部血淋巴的流量,它們的腹部既長且薄,可以通過對流,散去多餘的熱量。這就像汽車的冷卻系統把熱量從發動機處帶走一樣。
盡管還沒有找到直接證據,但梅認為很可能古代蜻蜓也有類似的機制,使它們能長時間飛行而不至於過熱。之所以沒有找到直接證據,是因為化石通常只保留下骨骼材料。
反方 體型與氧氣含量也許並沒有必然聯系
昆蟲通過各種技能適應氧氣濃度的變化。
雖然貝爾納等人的分析很精彩,但一些科學家還是心存疑慮,甚至有的還提出了截然相反的結論。
為探究昆蟲體型大小變化的根源,亞利桑那大學的昆蟲研究員喬恩·哈里森和他的同事在不同的含氧量環境中喂養了蝗蟲、米蟲、果蠅以及其他昆蟲,並對它們的大小進行測量,以解答遠古地球的高氧大氣是否與古代巨型昆蟲的進化有關。
哈里森他們起先認為個體較大的昆蟲在含氧量較低的環境中生存更困難,然而結果卻不是如此。例如,小蝗蟲在低含氧量環境中尤其是氧氣濃度低於15%的環境中就無法生存,而成年蝗蟲則可以在2%的氧氣含量環境中生存下來。
哈里森在美國地質協會與加拿大地質聯合大會上表示,在初步實驗中,他們將一些與自己祖先一樣都沒有呼吸器的現代昆蟲放在富氧環境中,結果發現較高的氧氣含量並不必然產生較大的個體,而較低的氧氣含量也並沒必然會產生較小的個體。
哈里森解釋說,昆蟲通過各種各樣的技能來適應氧氣濃度的變化。這些技能包括增大氣孔和增加進入身體的新鮮空氣量等。而在這些昆蟲中,有的更善於增加吸入的新鮮空氣量,有的則更善於擴大氣孔的大小。也正是因為這些原因,使得他們對所研究的問題有了不同的答案。
昆蟲體型大小是否與氣壓高低有關。
哈里森說:「我想問的是為什麼現代昆蟲的個體都如此小?」過去,研究人員猜想,與現今大氣含氧量為21%相比,石炭紀時期大氣含氧量達到35%,在這種環境中,更容易產生大型昆蟲。而哈里森的研究卻發現,體型與氧含量也許並沒有必然聯系。
那麼,昆蟲體型大小是否與氣壓高低有關?
與此同時,耶魯大學古生物研究生約翰·凡登·布魯克斯也在鱷魚身上進行了相同的實驗。試圖找到在二疊紀時期高達30%的氧氣含量環境是否會在生活其中的動物骨骼中留下任何線索。結果發現,在一定的高氧含量環境中生活的鱷魚個頭更大。但氧含量超過27%或28%時,這種變化就不那麼明顯了。布魯克斯還打算在下一步實驗中,將虹鱂放在不同氧含量的環境中喂養,並觀察在數代之後有什麼變化。
此外,科學家通過對果蠅的研究發現,有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。但在氧氣含量高、氣壓也 高的環境下,接受試驗的果蠅生活到第五代,身體尺寸增長了20%。難道氣壓的高低也與昆蟲大小有關?
這些實驗結果的不一致不能不讓人對先前的猜想產生疑問:氧氣是否真的造就了古代巨型昆蟲?遠古時代的巨型昆蟲的滅亡果真是大氣中氧氣濃度減小導致的嗎?對這些問題的解答,看來還得有更加充分的證據才行。
② 科幻片《湮滅》上映,觀看需要知道哪些知識點
搞懂這9個問題 你就明白《湮滅》為何是科幻神作
米洛2018.04.13來源:1905電影網
看完《湮滅》,我不禁聯想到去年年初上映的《降臨》。不同於一般的外星人科幻,他們都在用一種沉鬱克制的講故事方式,沖擊著觀眾的既定思維,激發起漣漪般的哲思。
《湮滅》中沒有具體形態,沒有蛋白質、氨基酸的能量體似乎在警醒著人類那些引以為傲的文明和進化史在浩瀚的宇宙中可能僅僅是滄海一粟,在更高級的文明面前,可能渺小到不值一提。
[1905電影網]獨家稿件,轉載請註明來源。違者將追究其相關法律責任。
③ 《恐怖教室》txt全集下載
《恐怖教室》網路網盤txt 最新全集下載:
鏈接: https://pan..com/s/1NCkq8M50pZF2kTdD0_wtUw
《恐怖教室》是連載於火星小說網的一部懸疑靈異小說,作者忘記離愁。
④ 求一篇論文
果蠅知道些什麼? 加利福尼亞理工學院生物工程學教授邁克爾·迪金森多年來一直在研究果蠅的飛行,他用超高速攝像機拍攝果蠅的翅膀的工作,力圖了解這種生物如何在人類眨眼的五分之一時間內完成了轉向。迪金森為此設計了一個大型的機器果蠅。在了解了果蠅的飛行原理後,他將研究方向轉向了果蠅如何知道自己要去哪裡的問題。果蠅是如何在一個空曠的教室里找到一隻小小的酒杯並准確地著陸在酒杯邊緣的呢? 很多昆蟲都可以輕松地跟蹤到一公里之外氣味的源頭。迪金森認為昆蟲的這種能力對於人類將有很大的用處,例如人類如果生產出具有類似能力的微型飛行器,就可以幫助警察准確地在叢林中找到失蹤者。當然,研發這樣的設備還有很多難題需要解決,因為昆蟲還有很多秘密等待我們人類去發掘。 太空作物 未來的農產品可能與目前地球上的產品大不相同。目前,中國科學家已經種出了壘球大小的西紅柿,壘球棒那麼長的黃瓜。他們採用的就是曾經發射到太空的作物種子,這些種子在太空期間長期暴露在如失重、粒子輻射以及亞原子等七種外太空條件下。種子回到地球後,科學家們按照體型、外觀和營養等特性對它們進行了細致的篩選,並且培育出了性狀穩定的下一代。 中國科學家並不能明確解釋太空到底以何種方式改變了種子的 DNA。1999年以來,北京一家食品集團就不斷將種子和幼苗送入太空,該公司培養的太空西紅柿所含的茁蘿卜素含量比普通西紅柿要高出27%,棉花植株能高達六英尺。現在,越來越多的中國公司加入到了太空作物的研發上來,它們的最終目的就是提升農作物的產量,讓有限的土地養活更多的人。 讓計算機駕駛你的汽車 現在已經能夠利用計算機晶元監控汽車內的所有設備,而未來的一項新技術則要使計算機成為汽車的駕駛員。這些計算機駕駛員反應迅速,能在駕駛員遇到麻煩時擔負起駕駛的任務。同傳統汽車一樣,採用了計算機駕駛員的汽車仍然有方向盤、油門以及剎車踏板,不過它們都只同計算機晶元連接。盡管一些專家認為和計算機共同駕駛是自找麻煩,但這種方式確實能夠降低事故率。 目前,寶馬、戴姆勒克萊斯勒、通用汽車等行業巨頭已經開發出了原型產品。計算機駕駛系統能夠有效地防止汽車超速、打滑,也能防止駕駛員酒後駕車和走神,上述這些問題佔到汽車事故原因的40%。此外,這種系統還能探測出即將發生的碰撞,這時它會自動接掌駕駛權。但是有專家警告,出問題的計算機也可能會干擾駕駛員。 讓塑料發光 劍橋大學的里查德·弗蘭德正在研究塑料新的用途,它可能給電子產業帶來一場革命。弗倫德認為,未來的手機、電視、手錶、計算機內將會廣泛地使用廉價的塑料晶元。 弗蘭德已經研發出了可以用於幾乎所有電子產品的超輕薄、明亮、廉價以及靈活的電子屏幕。他現在正在研發一種型材料,這種物質甚至能夠噴塗在牆上,隨天氣變化而改變顏色。目前來看,要實現弗蘭德的這一目標還有很長一段路要走,不過基本技術現在已經具備。可以折疊的電子書未來幾年就會出現,塑料晶元能夠在任何可變形表面上印刷,通用電氣正與美國能源部合作開發能照亮整間屋子的可折疊塑料薄片。 一種新型內存晶元 南加州大學生物學工程師特德·博格正在研究一個新的課題,他通過顯微鏡觀察老鼠大腦切片,同時通過微電極收聽神經細胞之間的信號。博格希望能夠理解細胞的語言,因為他正在設計一種新型計算機晶元,希望有一天能夠支持大腦的記憶庫。 最先受益的將是中風、阿爾茨海默氏病以及其它身體疾病的患者,在從事模擬神經細胞工作十多年後,博格設計的計算機程序已經能夠部分模仿神經細胞的行為,他還設計了晶元專門來運行這些程序。今年年初,博格展示了一個可以取代老鼠神經迴路中的腦細胞的晶元,他希望三年內能在活老鼠身上測試這種晶元,最終則要在人腦中測試。 這種水陸兩棲房屋也許會成為新的諾亞方舟。 為細胞設定程序 科學家正設計一種類似於電路的結構,但它並沒有採用電子部件,而是將基因連在一起,然後將這種「基因電路」注入到活著的細菌體內,能觸發某個基因扮演「開關」的角色,啟動另一個基因將細菌殺死。而第二種化學物質又會觸發第三個基因,它能夠使第一個基因回復到關閉狀態。 科學家們認為,如果為人類細胞設定程序的研究取得成果,對於醫學的發展將會是巨大的促進。科學家將來可能利用幹細胞建造骨骼或肝臟,而基因治療也會更加准確。患者可以服下一種葯劑打開基因「開關」,而一旦效果不好只需要服下另一種葯劑關閉基因「開關」就可以了。這聽起來有些像科幻小說,但在不遠的將來將會成為現實。 沿著繩子爬上太空 15年前,太空升降機的構思還只是空想,因為在沒有火箭推動的情況下即使是一根電纜也難以進入太空。但現在已經有材料能夠延伸到62000英里的高空,並且能夠支撐自身的重量。 1991年,日本科學家年開發了一種碳納米管,它比鋼的強度要大上很多倍。1999年,物理學家布拉德利·埃德華茲用碳納米管開發太空升降機。愛德華茲設想,採用太陽能動力的機器人在三英尺寬的碳納米管太空升降機上以每小時120英里的速度升降,從而使向地球軌道運送材料的成本由每磅一萬美元下降至100美元。愛德華茲認為這一項目在20年內就有望實現。 超輕型汽車 混合動力汽車能夠將每升汽油的行駛公里數提高一倍,但是要進一步提高能源的使用效率,汽車製造商必須要解決另一個問題———汽車的重量。在傳統汽車上,只有1%的汽油用於運送乘客,其餘都用於驅動汽車本身運動。 解決方案之一是採用碳復合材料取代鋼鐵,這種材料已經用於製造網球拍和高爾夫球球棒。使用碳纖維的汽車能減輕重量一半以上,因而燃油的效率也將提高一倍,也就是說使用同等重量的燃油可以運行以前兩倍的距離。碳纖維汽車在碰撞後應該能保護乘客,因為材料會破碎成很小的碎片,從而減緩了撞擊,這也是減輕汽車重量的好處之一。
⑤ 生物化學作為一門學科是怎樣發展起來的
中國有自己的現代生物化學是本世紀20 年代的事。最初是個別醫學院(北京協和醫學院、濟南齊魯大學醫學院)開始講授生物化學。1924 年吳憲主持協和醫學院生物化學系後,才開始有生物化學的研究。隨後各醫學院(上海醫學院、同濟大學醫學院、中央大學醫學院、湘雅醫學院、華西醫學院)亦先後開設生物化學課程並從事研究,少數農學院亦開始講授生物化學或營養學。此外,個別研究單位如上海雷斯德研究所、中央研究院化學研究所、南京中國科學社生物研究所等分別設置了生物化學研究室。1945 年內遷成都的中央大學醫學院創設了中國教育史上第一個生物化學研究所,正式招收攻讀碩士學位的研究生。1949 年後,生物化學教學在國內全面展開。各醫學院校都開設生物化學課程,不少綜合性大學(如北京大學、南京大學、復旦大學)都相繼設立了生物化學專業,中國科學院成立了專門從事科研的生物化學研究所,中國醫學科學院也設立了生物化學研究室,還有幾個大學設立了生物化學或分子生物化學研究室。在這里,我們要特別指出,王應睞是1949 年後把生物化學作為一門獨立的邊緣學科建立起來的主要奠基人之一。他在親自參加實驗室工作的同時,以更大的精力從事培養人才、組織隊伍、制定規劃,以發展我國的生物化學事業。1949 年以前,中國的生物化學研究,主要在血液和營養分析研究上。從國際上看,生物化學在三四十年代發展很快,尤其在酶、中間代謝、蛋白質和核酸的研究方面有很大進展。50 年代,核酸、DNA 雙螺旋結構的發現,蛋白質晶體衍射的進展,使生物化學研究處於一個大飛躍的時期。從國內情況來看,各方面的基礎十分薄弱,不僅人才少,儀器設備也十分缺乏。王應睞感到,要迅速扭轉這種狀況,僅僅依靠個人的努力是不行的,必須組織一支有實力的隊伍,要有一個堅強的集體。因此,王應睞首先爭取一批在國外工作的學者回國,以他們為骨幹,逐步組織和培養一支自己的生物化學專業隊伍。
王應睞設法與國外的老同學、老朋友取得聯系。第一位是鄒承魯,鄒承魯和王應睞是同學,王應睞曾介紹鄒承魯到他的導師凱林教授實驗室當研究生。1951 年,鄒承魯回國,立即在王應睞任副所長的上海生理生化研究所開辟了酶化學研究工作。經過鄒承魯的介紹,王應睞又認識了曹天欽。1952 年,曹天欽也從英國回來,在王應睞的所里開展了蛋白質研究工作。王德寶和王應睞在中央大學共事過,王德寶去美國後,兩人還經常保持聯系。1954 年,王德寶歷經曲折回到祖國,王應睞立即讓他組織力量,開展了核酸的研究工作。接著鈕經義、周光宇等科學家也陸續到上海生理生化研究所工作。這樣,在上海生理生化研究所逐漸形成了一個包括酶、蛋白質、核酸、代謝等方面的研究體系,並培養了如彭加木和伍欽榮等一批年輕專家。
1958 年中國科學院上海生物化學研究所成立,王應睞任所長。從此,生物化學獲得了長足的發展,中國先後於1965 年和1981 年在世界上首次成功地完成了具有生物活性的人工合成牛胰島素和酵母丙氨酸轉移核糖核酸兩項重大的基礎理論研究工作(王應睞分別擔任這兩個協作組的組長),使中國人工合成生物大分子的水平保持著世界領先地位,受到了國際同行的高度評價。這兩項研究成果分別獲1982 年國家自然科學一等獎和1989 年國家自然科學一等獎。王應睞積極參加並主持制訂了全國歷次科技規劃中生物化學和分子生物學部分的規劃,並主動承擔任務。他所領導的生物化學學會、學報積極開展學術活動,對組織推動全國的生物化學研究工作起了重要作用。
⑥ 找一本小說,男主重生回80年代(貌似)
重生之神級學霸
生物系研究僧出身的猥瑣胖子楊銳,畢業後失業,陰差陽錯熬成了補習學校的全能金牌講師,一個跟頭栽到了1982年,成了一名高大英俊的高考復讀生,順帶裝了滿腦子書籍資料。80年代的高考錄取率很低?同學們,跟我學…… 畢業分配很教條?來我屋裡我告訴你咋辦……國有恙,放學弟!人有疾,放學妹!這是一名不純潔的技術員的故事。
⑦ 求科幻文,描寫場景多的。最好是星際文
星際爭霸官方小說
⑧ 科學家為永生,給自己注射了350萬年前的細菌,結果怎樣了
《科學怪人:弗蘭肯斯坦》是瑪麗·雪萊的科幻小說之一,這部作品成為了西方最為著名的一本科幻小說,弗蘭肯斯坦在英語當中,甚至成為了“恐怖”的代名詞,弗蘭肯斯坦是一個科學家,煉金術師。
但畢竟是遠古細菌,人類對它並不了解,就連俄羅斯的科學家也無法解釋這種超級細菌為什麼會增加人的體質。
⑨ 摩爾根小時候的故事
托馬斯·亨特·摩爾根
托馬斯·亨特·摩爾根1866年出生於肯塔基州的列剋星敦,他的叔叔是美國南北戰爭時南方聯邦軍的著名將領,在美國南方聲譽很高,因此摩爾根一家在當地也頗受左鄰右舍敬重。不過摩爾根在他的一生中很少提到那位名聲顯赫的叔叔,這一方面是因為叔叔並沒有給他的家庭帶來經濟上的幫助,摩爾根的父親在內戰後受南方戰敗的影響,一直未能謀得一官半職改善家境;另一方面摩爾根在年紀還小的時候,就覺得上輩人的輝煌與他沒多少關系,他很小就有自己的興趣和愛好,例如捕蝴蝶、偷鳥蛋和往家裡撿化石和礦物標本等等。在他父親和母親的家族中,出過富商、軍人、外交官、律師,摩爾根以前的家譜中惟獨沒有科學家。借用現在的遺傳學術語,摩爾根可以算是家中的「突變」產物。
1886年,摩爾根在肯塔基州立學院獲得了理學學士學位,由於成績優秀,他被選為畢業生代表在畢業典禮上致告別詞。在獲得理學學位後,摩爾根有點煩惱,他不知道自己應該到社會上去做什麼。他似乎天生不喜歡經商,因此決定還是留在學校中繼續讀書,這一次他進入了霍普金斯大學的研究生院。他應該慶幸自己偶然的選擇,因為這所大學以學術自由而著稱,尤其重要的是,霍普金斯大學十分重視生物學。摩爾根受大學中學術氣氛的影響很深,例如他一輩子都不相信價格昂貴的設備,而相信腳踏實地的作風更為重要;摩爾根幾乎終生在實踐著大學里「一切通過實驗」的原則。
在霍普金斯大學讀書和留校任教的歲月里,摩爾根始終保持著對生物學界進展的高度關注。當1900年孟德爾的遺傳學研究被重新發現後,不斷有遺傳學的新消息傳到摩爾根的耳朵里。摩爾根一開始對孟德爾的學說和染色體理論表示懷疑。他提出一個非常尖銳的問題:生物的性別肯定是由基因控制的。那麼,決定性別的基因是顯性的,還是隱性的?不論怎樣回答,都會面對一個難以收拾的局面,在自然界中大多數生物的兩性個體比例是1:1,而不論性別基因是顯性還是隱性,都不會得出這樣的比例。為了檢驗孟德爾定律,摩爾根曾親自做了實驗,他用家鼠與野生老鼠雜交,得到的結果五花八門,根本無法用定律解釋;而且,關於染色體上有基因的說法,當時還只是猜測,用猜測的理論來解釋孟德爾的遺傳學說,堅持「一切通過實驗」原則的摩爾根認為那是不可信的。
懷疑歸懷疑,摩爾根依然在自己的實驗室里忙碌著。1908年,他開始用果蠅作為實驗材料,研究生物遺傳性狀中的突變現象。果蠅屬於蒼蠅一類,但是比我們日常看到的蒼蠅要小,體長不過半厘米,一個牛奶瓶中就可以裝成百上千隻。果蠅喜歡吃腐爛的水果,所以人們在夏日的水果攤前可以看到它們的身影,它們的名字也由此而來。作為實驗材料,果蠅飼養容易,一點點香蕉漿就可以讓它們飽食終日;果蠅繁殖力強,1天時間卵即可孵化為蛆,2到3天變成蛹,再過5天羽化為成蟲,一年可以繁殖30代;果蠅細胞內的染色體很簡單,只有4對8條,清晰可辨。果蠅的快速繁殖讓實驗室附近的居民遇到了一個怪現象,他們放在家門口的牛奶瓶經常會丟失。那麼多的牛奶瓶跑到哪裡去了?原來,為了裝下大量的果蠅摩爾根和他的研究生有時也做「樑上君子」,去偷附近居民的牛奶瓶。
第一批果蠅被摩爾根「關了禁閉」,他讓手下的一名研究生在黑暗的環境里飼養果蠅,希望出現由於果蠅長期不用眼睛,使它們的視力逐漸消失,甚至眼睛萎縮或移位的品種。雖然連續繁殖了69代,始終不見天日的果蠅還是瞪著眼睛。第69代果蠅剛羽化出來時,一時睜不開眼睛,那個研究生興奮地叫摩爾根過來看。還沒等兩人為實驗成功擊掌歡呼,那些果蠅便恢復了常態,大搖大擺地向窗口飛去,留下目瞪口呆的師徒二人。像這樣一敗塗地的實驗,摩爾根做過許多次。他經常幾十個實驗同時進行,不出他所料,許多實驗都走入了死胡同。有時摩爾根自嘲說,他搞的實驗可以分成三類:第一類是愚蠢的實驗,第二類是蠢得要命的實驗,還有一類比第二類更蠢的實驗。雖然頻頻失敗,但是摩爾根屢敗屢戰,因為他知道,在科學研究中,只要出現一個有意義的實驗,所有付出的勞動就都得到了報償。
果然,關於果蠅的另一項實驗最終轟動了全世界。這批果蠅遭到了摩爾根的「嚴刑拷打」,使用X光照射、激光照射,用不同的溫度,加糖、加鹽、加酸、加鹼,甚至不讓果蠅睡覺。各種手段都使用了,目的是誘發果蠅發生突變。一晃兩年過去了,1910年摩爾根的一位朋友來拜訪他,摩爾根面對實驗室中一排排的果蠅實驗瓶,略帶傷感地慨嘆:「兩年的辛苦白費了。過去兩年我一直在喂果蠅,但是一無所獲。」有時希望總在絕望的時候誕生,1910年5月,摩爾根在紅眼的果蠅群中發現了一隻異常的白眼雄性果蠅。他以前從來沒有見過這樣的類型,因此這只果蠅是罕見的突變品種。
摩爾根激動萬分,將這只寶貝果蠅放在單獨的瓶子中飼養。每天晚上,摩爾根帶著這只果蠅回家,睡覺時將實驗瓶放在身邊,白天又帶著它去上班,生怕果蠅出現意外。在他的精心照料下,原本虛弱的白眼果蠅終於在與一隻紅眼雌性果蠅交配後才壽終正寢,將突變的基因留給了下一代果蠅,留給了苦心栽培它的摩爾根。十天後,第一代雜交果蠅長大了,全部是紅眼果蠅。不要為白眼基因的缺席擔心,按照孟德爾的學說,紅眼基因相對白眼基因是顯性,因此珍貴的突變基因只是躲到了後台。摩爾根當然不會放過檢驗前人理論的機會,他用第一代雜交果蠅互相交配,產生第二代雜交果蠅。焦急地等待了十天,摩爾根得到了第二代雜交果蠅,其中有3470個紅眼的,782個白眼的,基本符合3:1的比例。這下,摩爾根對孟德爾真正服氣了,實驗結果完全符合孟德爾從豌豆中總結出的規律。
當摩爾根坐在顯微鏡旁邊,再次定睛觀察這些瞪著白眼的果蠅時,他發現了一個不同於孟德爾規律的現象。按照孟德爾的自由組合規律,那些長著白眼的果蠅,它們的性別應當是有雄性的,也有雌性的。然而這些白眼果蠅居然全部是雄性,沒有一隻是雌性的。也就是說,突變出來的白眼基因伴隨著雄性個體遺傳。摩爾根終於從果蠅身上看到了孟德爾在豌豆上觀察不到的現象。對特殊現象的解釋,就是建立新的定律。摩爾根知道,果蠅的4對染色體中,有一對是決定性別的。其中雌性果蠅中的兩條性染色體完全一樣,記為XX染色體;雄性果蠅中的性染色體一大一小,記為XY染色體。摩爾根判斷,白眼基因位於X染色體上。因此,當他的那隻寶貝白眼果蠅與正常的紅眼果蠅交配後,由於紅眼是顯性基因,因此後代不論雌雄,都是紅眼果蠅;當第二次進行雜交時,體內含有白眼基因的雌性紅眼果蠅與正常的雄性紅眼果蠅交配,就會出現含白眼基因的一條X染色體與一條Y染色體結合,生成第二代雜交果蠅中的白眼類型,而且都是雄性的。摩爾根把這種白眼基因跟隨X染色體遺傳的現象,叫做「連鎖」,兩類基因——白眼基因和決定性別的基因——好像鎖鏈一樣鉸合在一起,在細胞中的染色體對分裂時一同行動,組合時也一同與另外的染色體結合。
發現突變的白眼果蠅,花費了摩爾根和他的學生整整兩年的時光。而第一個突變果蠅發現後,另外的突變類型便接踵而至。在幾個月內,他們又發現了四種眼色突變,例如果蠅中出現了粉紅眼,這個形狀的分離和組合與性別無關,也與白眼基因無關,顯然粉紅眼基因位於另外的染色體上,而且不在性染色體上;硃砂眼果蠅的遺傳特點與白眼果蠅完全一致,也是伴性遺傳的,說明兩個基因都位於X染色體上。
摩爾根的學生發現了一種突變性狀——果蠅的小翅基因,給摩爾根新創立的理論帶來了挑戰。這種突變基因是伴性遺傳的,與白眼基因一樣位於X染色體。但是當染色體配對時,這兩個基因有時卻並不像是連鎖在一起的。例如,攜帶白眼基因與小翅基因的果蠅,根據連鎖原理,產生的下一代應該只有兩種類型,要麼是白眼小翅的,要麼是紅眼正常翅的。但是摩爾根卻發現,還出現了一些白眼正常翅和紅眼小翅的類型。又需要解釋現象了。摩爾根提出,染色體上的基因連鎖群並不像鐵鏈一樣牢靠,有時染色體也會發生斷裂,甚至與另一條染色體互換部分基因。兩個基因在染色體上的位置距離越遠,它們之間出現變故的可能性就越大,染色體交換基因的頻率就越大。白眼基因與小翅基因雖然同在一條染色體上,但是相距較遠,因此當染色體彼此互換部分基因時,果蠅產生的後代中就會出現新的類型。這就是「互換」定律。
「連鎖與互換定律」是摩爾根在遺傳學領域的一大貢獻,它和孟德爾的分離定律、自由組合定律一道,被稱為遺傳學三大定律。雖然摩爾根是個討厭空談理論,注重實驗的人,但是為他贏得聲譽最多的論文,卻不是關於實驗的描述,而是他發表在《科學》雜志上的一篇闡述連鎖與互換定律的理論文章,中間沒有列舉任何實驗數據。
1933年的一天下午,摩爾根正坐在家中院子里看一本當年流行的小說,悠然自得。這時,家裡收到了一份電報,內容說的是正值諾貝爾誕辰一百周年之際,「托馬斯·亨特·摩爾根由於對遺傳的染色體理論的貢獻而被授予諾貝爾獎」。摩爾根並沒有到瑞典去出席頒獎儀式,借口是自己工作太忙。其實是因為他本人不喜歡一本正經地在公眾集會中出現,除了科學討論會,他對於政治和其他集會均不感興趣。在得到獎金後,摩爾根執意一分為三,自己留下一份,兩個實驗室的學生每人一份。在摩爾根看來,榮譽和獎金應該屬於大家。
1941年,摩爾根以75歲高齡宣布退休,離開了實驗室。1945年底他因病去世。人們對他最好的紀念,也許要算將果蠅染色體圖中基因之間的單位距離叫做「摩爾根」。他的名字作為基因研究的一個單位而長存於世。