果蝇科幻小说
① 巨型远古昆虫的体型巨大原因
史前那些巨型动物灭绝之谜一直是科学家研究的重点,最新研究称,数百万年前巨型飞行昆虫的出现和衰落,或许与在水中呼吸的它们的幼虫能够获得的氧气数量有关。
石炭纪不仅仅是巨型昆虫的时代,也是昆虫开拓天空的时代,直到今天,昆虫仍旧是唯一有飞行能力的节肢动物。某些科学家认为本文开初提到的昆虫有可能具有飞行能力,但毕竟没得到化石的确认。比较公认的飞翔能力还是被认为是在3.2亿年前出现,不考虑前面提到的没发现翅膀的“可能有飞翔能力”的古老昆虫,目前被公认最早飞上天空的是蜻蜓。
长期以来,科学家们都猜测,也许是大气中氧气含量的变化在它们的兴亡中起了关键作用。古生物学家开始探究这些大小与现今的老鹰相当的远古蜻蜓、蟑螂以及其它超型昆虫的兴亡是否与超高的氧含量有关。
英国普利茅斯大学海洋学与工程学院的大卫-比尔顿博士参与了这项研究,他说:“史前时期,更高水平的氧气通过对它们的幼虫产生影响,可能助长了巨型昆虫的进化,很多已经灭绝的庞然大物都要经历水栖幼虫阶段,这可能并非偶然。”该研究成果发表在《公共科学图书馆》上,比尔顿及其联合论文作者威尔克-威尔伯克在文章中指出,水栖昆虫幼虫对氧气水平的起伏波动,比在空中呼吸的陆栖成虫更敏感。
尽管以前科学家也曾提出氧气水平同巨型昆虫之间有联系,但是并没有人提供可以证明它们之间是如何联系在一起的确凿证据。该研究主要着眼于石蝇,它称,蜻蜓、石蝇和蜉蝣等水栖幼虫直接从水里获得氧气,而水体里的氧气远比空气里的少。而且幼虫从水里获取氧气的效率也远比在空中呼吸的成虫更低。科学家称,因此它们可能对可用氧气的变化更敏感,氧气塑造昆虫体型大小的作用,或许对水栖幼虫尤为重要,它决定了昆虫身体生长的上限。
巨型昆虫是涉及到遥远过去的科幻故事里的一大特色,以巨型蜻蜓为特写的迈克尔-克瑞奇顿的小说《侏罗纪
公园》,产生了票房收入高达数百万美元的电影巨制。科学家认为,记录显示翼展长达75厘米的这种巨型昆虫,生活在大约3.54亿到2.9亿年前的石炭纪时期。威尔伯克说:“迄今为止,了解生活在过去的巨型昆虫的尝试,主要是通过观察(化石)陆栖成虫来实现。而我们的工作表明,通过幼虫解决史前巨人症的问题,或许有助于我们更好地了解氧气是如何限制昆虫的身体大小的。”
远古时代,地球大气层中氧含量远远超出了今天的标准,而古生物学家通过化石标本得知远古时代的昆虫体积普遍大于现代。为什么古代的昆虫会如此巨大?科学家猜测这有可能与当时的大气含氧量有关,昆虫是通过它们身体上的气孔系统来“呼吸”的。气孔连着气管,而且由上往下又附着更多层的越来越小的气孔,由此把氧气送到全身。在现今的氧气水平下,气孔系统的总长度已经达到极限;超过这个限度,氧气的水平就会变得不够。因此该构造可以有效地决定昆虫的形体大小。石炭纪时代的大气气压也确实比现今要高。
高浓度氧气环境中,大个头的昆虫就有进化上的优势,它们可以获得更多的氧气。对海洋中的无脊椎动物的研究也发现,在更冷和氧气含量更高的水体中,那里的生物体积也更大。通过对果蝇的研究发现,有的果蝇在高氧环境中体型增大,有的并没有。但在氧气含量高、气压也高的环境下,接受试验的果蝇生活到第五代,身体尺寸增长了20%。这是因为较高的大气压会使氧气更多地进入昆虫体内。
正方 高氧浓度造就了古代巨型昆虫
石炭纪地球大气层中氧气浓度高达35%。不久前,美国耶鲁大学生物学家罗伯特·贝尔纳等人发表的一项古气候研究肯定了这个猜测。
研究者在报告中指出,石炭纪时地球大气层中氧气的浓度高达35%,比现今的21%要高很多。许多节肢动物是通过遍布它们肌体中的微型气管直接吸收氧气,而不是通过血液间接吸收氧气,所以高氧气含量能促使昆虫向大个头方向进化。
这些认识来源于对远古大蜻蜓的飞行机制的研究。科学家们长期认为,那样巨大的蜻蜓只能滑翔而不可能飞。航空工程师罗伊·贝克迈尔指出:“很明显,它们是能飞行的。”其中关键条件之一是它们的翅膀可以摆动、弯曲和扭转。现代蜻蜓就是靠弯曲和扭转它们的双翅来上升和前进的。
化石资料表明,古蜻蜓的双翅上有类似于现代蜻蜓的褶皱结构,现代蜻蜓能扭动外部的翅膀,而古蜻蜓可以缓缓地扭动全部翅膀,所以它们也许不会飞得太快,但还是能飞的。
但是那么巨大的昆虫,就算是缓慢的飞行也会因肌肉运动而产生大量热量。因此,古代蜻蜓一定得有排出自身热量的途径,不然它们会被自己的体温烤死。这一点是美国拉特格斯大学的昆虫学家迈克尔·梅最先指出的。
科学家发现,现代蜻蜓和其它昆虫一样,体内有一种叫血淋巴的体液(即无脊椎动物的血)在它们整个身体中循环流动。当它们太热的时候,会增加腹部血淋巴的流量,它们的腹部既长且薄,可以通过对流,散去多余的热量。这就像汽车的冷却系统把热量从发动机处带走一样。
尽管还没有找到直接证据,但梅认为很可能古代蜻蜓也有类似的机制,使它们能长时间飞行而不至于过热。之所以没有找到直接证据,是因为化石通常只保留下骨骼材料。
反方 体型与氧气含量也许并没有必然联系
昆虫通过各种技能适应氧气浓度的变化。
虽然贝尔纳等人的分析很精彩,但一些科学家还是心存疑虑,甚至有的还提出了截然相反的结论。
为探究昆虫体型大小变化的根源,亚利桑那大学的昆虫研究员乔恩·哈里森和他的同事在不同的含氧量环境中喂养了蝗虫、米虫、果蝇以及其他昆虫,并对它们的大小进行测量,以解答远古地球的高氧大气是否与古代巨型昆虫的进化有关。
哈里森他们起先认为个体较大的昆虫在含氧量较低的环境中生存更困难,然而结果却不是如此。例如,小蝗虫在低含氧量环境中尤其是氧气浓度低于15%的环境中就无法生存,而成年蝗虫则可以在2%的氧气含量环境中生存下来。
哈里森在美国地质协会与加拿大地质联合大会上表示,在初步实验中,他们将一些与自己祖先一样都没有呼吸器的现代昆虫放在富氧环境中,结果发现较高的氧气含量并不必然产生较大的个体,而较低的氧气含量也并没必然会产生较小的个体。
哈里森解释说,昆虫通过各种各样的技能来适应氧气浓度的变化。这些技能包括增大气孔和增加进入身体的新鲜空气量等。而在这些昆虫中,有的更善于增加吸入的新鲜空气量,有的则更善于扩大气孔的大小。也正是因为这些原因,使得他们对所研究的问题有了不同的答案。
昆虫体型大小是否与气压高低有关。
哈里森说:“我想问的是为什么现代昆虫的个体都如此小?”过去,研究人员猜想,与现今大气含氧量为21%相比,石炭纪时期大气含氧量达到35%,在这种环境中,更容易产生大型昆虫。而哈里森的研究却发现,体型与氧含量也许并没有必然联系。
那么,昆虫体型大小是否与气压高低有关?
与此同时,耶鲁大学古生物研究生约翰·凡登·布鲁克斯也在鳄鱼身上进行了相同的实验。试图找到在二叠纪时期高达30%的氧气含量环境是否会在生活其中的动物骨骼中留下任何线索。结果发现,在一定的高氧含量环境中生活的鳄鱼个头更大。但氧含量超过27%或28%时,这种变化就不那么明显了。布鲁克斯还打算在下一步实验中,将虹鳉放在不同氧含量的环境中喂养,并观察在数代之后有什么变化。
此外,科学家通过对果蝇的研究发现,有的果蝇在高氧环境中体型增大,有的并没有。但在氧气含量高、气压也 高的环境下,接受试验的果蝇生活到第五代,身体尺寸增长了20%。难道气压的高低也与昆虫大小有关?
这些实验结果的不一致不能不让人对先前的猜想产生疑问:氧气是否真的造就了古代巨型昆虫?远古时代的巨型昆虫的灭亡果真是大气中氧气浓度减小导致的吗?对这些问题的解答,看来还得有更加充分的证据才行。
② 科幻片《湮灭》上映,观看需要知道哪些知识点
搞懂这9个问题 你就明白《湮灭》为何是科幻神作
米洛2018.04.13来源:1905电影网
看完《湮灭》,我不禁联想到去年年初上映的《降临》。不同于一般的外星人科幻,他们都在用一种沉郁克制的讲故事方式,冲击着观众的既定思维,激发起涟漪般的哲思。
《湮灭》中没有具体形态,没有蛋白质、氨基酸的能量体似乎在警醒着人类那些引以为傲的文明和进化史在浩瀚的宇宙中可能仅仅是沧海一粟,在更高级的文明面前,可能渺小到不值一提。
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③ 《恐怖教室》txt全集下载
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《恐怖教室》是连载于火星小说网的一部悬疑灵异小说,作者忘记离愁。
④ 求一篇论文
果蝇知道些什么? 加利福尼亚理工学院生物工程学教授迈克尔·迪金森多年来一直在研究果蝇的飞行,他用超高速摄像机拍摄果蝇的翅膀的工作,力图了解这种生物如何在人类眨眼的五分之一时间内完成了转向。迪金森为此设计了一个大型的机器果蝇。在了解了果蝇的飞行原理后,他将研究方向转向了果蝇如何知道自己要去哪里的问题。果蝇是如何在一个空旷的教室里找到一只小小的酒杯并准确地着陆在酒杯边缘的呢? 很多昆虫都可以轻松地跟踪到一公里之外气味的源头。迪金森认为昆虫的这种能力对于人类将有很大的用处,例如人类如果生产出具有类似能力的微型飞行器,就可以帮助警察准确地在丛林中找到失踪者。当然,研发这样的设备还有很多难题需要解决,因为昆虫还有很多秘密等待我们人类去发掘。 太空作物 未来的农产品可能与目前地球上的产品大不相同。目前,中国科学家已经种出了垒球大小的西红柿,垒球棒那么长的黄瓜。他们采用的就是曾经发射到太空的作物种子,这些种子在太空期间长期暴露在如失重、粒子辐射以及亚原子等七种外太空条件下。种子回到地球后,科学家们按照体型、外观和营养等特性对它们进行了细致的筛选,并且培育出了性状稳定的下一代。 中国科学家并不能明确解释太空到底以何种方式改变了种子的 DNA。1999年以来,北京一家食品集团就不断将种子和幼苗送入太空,该公司培养的太空西红柿所含的茁萝卜素含量比普通西红柿要高出27%,棉花植株能高达六英尺。现在,越来越多的中国公司加入到了太空作物的研发上来,它们的最终目的就是提升农作物的产量,让有限的土地养活更多的人。 让计算机驾驶你的汽车 现在已经能够利用计算机芯片监控汽车内的所有设备,而未来的一项新技术则要使计算机成为汽车的驾驶员。这些计算机驾驶员反应迅速,能在驾驶员遇到麻烦时担负起驾驶的任务。同传统汽车一样,采用了计算机驾驶员的汽车仍然有方向盘、油门以及刹车踏板,不过它们都只同计算机芯片连接。尽管一些专家认为和计算机共同驾驶是自找麻烦,但这种方式确实能够降低事故率。 目前,宝马、戴姆勒克莱斯勒、通用汽车等行业巨头已经开发出了原型产品。计算机驾驶系统能够有效地防止汽车超速、打滑,也能防止驾驶员酒后驾车和走神,上述这些问题占到汽车事故原因的40%。此外,这种系统还能探测出即将发生的碰撞,这时它会自动接掌驾驶权。但是有专家警告,出问题的计算机也可能会干扰驾驶员。 让塑料发光 剑桥大学的里查德·弗兰德正在研究塑料新的用途,它可能给电子产业带来一场革命。弗伦德认为,未来的手机、电视、手表、计算机内将会广泛地使用廉价的塑料芯片。 弗兰德已经研发出了可以用于几乎所有电子产品的超轻薄、明亮、廉价以及灵活的电子屏幕。他现在正在研发一种型材料,这种物质甚至能够喷涂在墙上,随天气变化而改变颜色。目前来看,要实现弗兰德的这一目标还有很长一段路要走,不过基本技术现在已经具备。可以折叠的电子书未来几年就会出现,塑料芯片能够在任何可变形表面上印刷,通用电气正与美国能源部合作开发能照亮整间屋子的可折叠塑料薄片。 一种新型内存芯片 南加州大学生物学工程师特德·博格正在研究一个新的课题,他通过显微镜观察老鼠大脑切片,同时通过微电极收听神经细胞之间的信号。博格希望能够理解细胞的语言,因为他正在设计一种新型计算机芯片,希望有一天能够支持大脑的记忆库。 最先受益的将是中风、阿尔茨海默氏病以及其它身体疾病的患者,在从事模拟神经细胞工作十多年后,博格设计的计算机程序已经能够部分模仿神经细胞的行为,他还设计了芯片专门来运行这些程序。今年年初,博格展示了一个可以取代老鼠神经回路中的脑细胞的芯片,他希望三年内能在活老鼠身上测试这种芯片,最终则要在人脑中测试。 这种水陆两栖房屋也许会成为新的诺亚方舟。 为细胞设定程序 科学家正设计一种类似于电路的结构,但它并没有采用电子部件,而是将基因连在一起,然后将这种“基因电路”注入到活着的细菌体内,能触发某个基因扮演“开关”的角色,启动另一个基因将细菌杀死。而第二种化学物质又会触发第三个基因,它能够使第一个基因回复到关闭状态。 科学家们认为,如果为人类细胞设定程序的研究取得成果,对于医学的发展将会是巨大的促进。科学家将来可能利用干细胞建造骨骼或肝脏,而基因治疗也会更加准确。患者可以服下一种药剂打开基因“开关”,而一旦效果不好只需要服下另一种药剂关闭基因“开关”就可以了。这听起来有些像科幻小说,但在不远的将来将会成为现实。 沿着绳子爬上太空 15年前,太空升降机的构思还只是空想,因为在没有火箭推动的情况下即使是一根电缆也难以进入太空。但现在已经有材料能够延伸到62000英里的高空,并且能够支撑自身的重量。 1991年,日本科学家年开发了一种碳纳米管,它比钢的强度要大上很多倍。1999年,物理学家布拉德利·埃德华兹用碳纳米管开发太空升降机。爱德华兹设想,采用太阳能动力的机器人在三英尺宽的碳纳米管太空升降机上以每小时120英里的速度升降,从而使向地球轨道运送材料的成本由每磅一万美元下降至100美元。爱德华兹认为这一项目在20年内就有望实现。 超轻型汽车 混合动力汽车能够将每升汽油的行驶公里数提高一倍,但是要进一步提高能源的使用效率,汽车制造商必须要解决另一个问题———汽车的重量。在传统汽车上,只有1%的汽油用于运送乘客,其余都用于驱动汽车本身运动。 解决方案之一是采用碳复合材料取代钢铁,这种材料已经用于制造网球拍和高尔夫球球棒。使用碳纤维的汽车能减轻重量一半以上,因而燃油的效率也将提高一倍,也就是说使用同等重量的燃油可以运行以前两倍的距离。碳纤维汽车在碰撞后应该能保护乘客,因为材料会破碎成很小的碎片,从而减缓了撞击,这也是减轻汽车重量的好处之一。
⑤ 生物化学作为一门学科是怎样发展起来的
中国有自己的现代生物化学是本世纪20 年代的事。最初是个别医学院(北京协和医学院、济南齐鲁大学医学院)开始讲授生物化学。1924 年吴宪主持协和医学院生物化学系后,才开始有生物化学的研究。随后各医学院(上海医学院、同济大学医学院、中央大学医学院、湘雅医学院、华西医学院)亦先后开设生物化学课程并从事研究,少数农学院亦开始讲授生物化学或营养学。此外,个别研究单位如上海雷斯德研究所、中央研究院化学研究所、南京中国科学社生物研究所等分别设置了生物化学研究室。1945 年内迁成都的中央大学医学院创设了中国教育史上第一个生物化学研究所,正式招收攻读硕士学位的研究生。1949 年后,生物化学教学在国内全面展开。各医学院校都开设生物化学课程,不少综合性大学(如北京大学、南京大学、复旦大学)都相继设立了生物化学专业,中国科学院成立了专门从事科研的生物化学研究所,中国医学科学院也设立了生物化学研究室,还有几个大学设立了生物化学或分子生物化学研究室。在这里,我们要特别指出,王应睐是1949 年后把生物化学作为一门独立的边缘学科建立起来的主要奠基人之一。他在亲自参加实验室工作的同时,以更大的精力从事培养人才、组织队伍、制定规划,以发展我国的生物化学事业。1949 年以前,中国的生物化学研究,主要在血液和营养分析研究上。从国际上看,生物化学在三四十年代发展很快,尤其在酶、中间代谢、蛋白质和核酸的研究方面有很大进展。50 年代,核酸、DNA 双螺旋结构的发现,蛋白质晶体衍射的进展,使生物化学研究处于一个大飞跃的时期。从国内情况来看,各方面的基础十分薄弱,不仅人才少,仪器设备也十分缺乏。王应睐感到,要迅速扭转这种状况,仅仅依靠个人的努力是不行的,必须组织一支有实力的队伍,要有一个坚强的集体。因此,王应睐首先争取一批在国外工作的学者回国,以他们为骨干,逐步组织和培养一支自己的生物化学专业队伍。
王应睐设法与国外的老同学、老朋友取得联系。第一位是邹承鲁,邹承鲁和王应睐是同学,王应睐曾介绍邹承鲁到他的导师凯林教授实验室当研究生。1951 年,邹承鲁回国,立即在王应睐任副所长的上海生理生化研究所开辟了酶化学研究工作。经过邹承鲁的介绍,王应睐又认识了曹天钦。1952 年,曹天钦也从英国回来,在王应睐的所里开展了蛋白质研究工作。王德宝和王应睐在中央大学共事过,王德宝去美国后,两人还经常保持联系。1954 年,王德宝历经曲折回到祖国,王应睐立即让他组织力量,开展了核酸的研究工作。接着钮经义、周光宇等科学家也陆续到上海生理生化研究所工作。这样,在上海生理生化研究所逐渐形成了一个包括酶、蛋白质、核酸、代谢等方面的研究体系,并培养了如彭加木和伍钦荣等一批年轻专家。
1958 年中国科学院上海生物化学研究所成立,王应睐任所长。从此,生物化学获得了长足的发展,中国先后于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岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸两项重大的基础理论研究工作(王应睐分别担任这两个协作组的组长),使中国人工合成生物大分子的水平保持着世界领先地位,受到了国际同行的高度评价。这两项研究成果分别获1982 年国家自然科学一等奖和1989 年国家自然科学一等奖。王应睐积极参加并主持制订了全国历次科技规划中生物化学和分子生物学部分的规划,并主动承担任务。他所领导的生物化学学会、学报积极开展学术活动,对组织推动全国的生物化学研究工作起了重要作用。
⑥ 找一本小说,男主重生回80年代(貌似)
重生之神级学霸
生物系研究僧出身的猥琐胖子杨锐,毕业后失业,阴差阳错熬成了补习学校的全能金牌讲师,一个跟头栽到了1982年,成了一名高大英俊的高考复读生,顺带装了满脑子书籍资料。80年代的高考录取率很低?同学们,跟我学…… 毕业分配很教条?来我屋里我告诉你咋办……国有恙,放学弟!人有疾,放学妹!这是一名不纯洁的技术员的故事。
⑦ 求科幻文,描写场景多的。最好是星际文
星际争霸官方小说
⑧ 科学家为永生,给自己注射了350万年前的细菌,结果怎样了
《科学怪人:弗兰肯斯坦》是玛丽·雪莱的科幻小说之一,这部作品成为了西方最为著名的一本科幻小说,弗兰肯斯坦在英语当中,甚至成为了“恐怖”的代名词,弗兰肯斯坦是一个科学家,炼金术师。
但毕竟是远古细菌,人类对它并不了解,就连俄罗斯的科学家也无法解释这种超级细菌为什么会增加人的体质。
⑨ 摩尔根小时候的故事
托马斯·亨特·摩尔根
托马斯·亨特·摩尔根1866年出生于肯塔基州的列克星敦,他的叔叔是美国南北战争时南方联邦军的著名将领,在美国南方声誉很高,因此摩尔根一家在当地也颇受左邻右舍敬重。不过摩尔根在他的一生中很少提到那位名声显赫的叔叔,这一方面是因为叔叔并没有给他的家庭带来经济上的帮助,摩尔根的父亲在内战后受南方战败的影响,一直未能谋得一官半职改善家境;另一方面摩尔根在年纪还小的时候,就觉得上辈人的辉煌与他没多少关系,他很小就有自己的兴趣和爱好,例如捕蝴蝶、偷鸟蛋和往家里捡化石和矿物标本等等。在他父亲和母亲的家族中,出过富商、军人、外交官、律师,摩尔根以前的家谱中惟独没有科学家。借用现在的遗传学术语,摩尔根可以算是家中的“突变”产物。
1886年,摩尔根在肯塔基州立学院获得了理学学士学位,由于成绩优秀,他被选为毕业生代表在毕业典礼上致告别词。在获得理学学位后,摩尔根有点烦恼,他不知道自己应该到社会上去做什么。他似乎天生不喜欢经商,因此决定还是留在学校中继续读书,这一次他进入了霍普金斯大学的研究生院。他应该庆幸自己偶然的选择,因为这所大学以学术自由而著称,尤其重要的是,霍普金斯大学十分重视生物学。摩尔根受大学中学术气氛的影响很深,例如他一辈子都不相信价格昂贵的设备,而相信脚踏实地的作风更为重要;摩尔根几乎终生在实践着大学里“一切通过实验”的原则。
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,摩尔根依然在自己的实验室里忙碌着。1908年,他开始用果蝇作为实验材料,研究生物遗传性状中的突变现象。果蝇属于苍蝇一类,但是比我们日常看到的苍蝇要小,体长不过半厘米,一个牛奶瓶中就可以装成百上千只。果蝇喜欢吃腐烂的水果,所以人们在夏日的水果摊前可以看到它们的身影,它们的名字也由此而来。作为实验材料,果蝇饲养容易,一点点香蕉浆就可以让它们饱食终日;果蝇繁殖力强,1天时间卵即可孵化为蛆,2到3天变成蛹,再过5天羽化为成虫,一年可以繁殖30代;果蝇细胞内的染色体很简单,只有4对8条,清晰可辨。果蝇的快速繁殖让实验室附近的居民遇到了一个怪现象,他们放在家门口的牛奶瓶经常会丢失。那么多的牛奶瓶跑到哪里去了?原来,为了装下大量的果蝇摩尔根和他的研究生有时也做“梁上君子”,去偷附近居民的牛奶瓶。
第一批果蝇被摩尔根“关了禁闭”,他让手下的一名研究生在黑暗的环境里饲养果蝇,希望出现由于果蝇长期不用眼睛,使它们的视力逐渐消失,甚至眼睛萎缩或移位的品种。虽然连续繁殖了69代,始终不见天日的果蝇还是瞪着眼睛。第69代果蝇刚羽化出来时,一时睁不开眼睛,那个研究生兴奋地叫摩尔根过来看。还没等两人为实验成功击掌欢呼,那些果蝇便恢复了常态,大摇大摆地向窗口飞去,留下目瞪口呆的师徒二人。像这样一败涂地的实验,摩尔根做过许多次。他经常几十个实验同时进行,不出他所料,许多实验都走入了死胡同。有时摩尔根自嘲说,他搞的实验可以分成三类:第一类是愚蠢的实验,第二类是蠢得要命的实验,还有一类比第二类更蠢的实验。虽然频频失败,但是摩尔根屡败屡战,因为他知道,在科学研究中,只要出现一个有意义的实验,所有付出的劳动就都得到了报偿。
果然,关于果蝇的另一项实验最终轰动了全世界。这批果蝇遭到了摩尔根的“严刑拷打”,使用X光照射、激光照射,用不同的温度,加糖、加盐、加酸、加碱,甚至不让果蝇睡觉。各种手段都使用了,目的是诱发果蝇发生突变。一晃两年过去了,1910年摩尔根的一位朋友来拜访他,摩尔根面对实验室中一排排的果蝇实验瓶,略带伤感地慨叹:“两年的辛苦白费了。过去两年我一直在喂果蝇,但是一无所获。”有时希望总在绝望的时候诞生,1910年5月,摩尔根在红眼的果蝇群中发现了一只异常的白眼雄性果蝇。他以前从来没有见过这样的类型,因此这只果蝇是罕见的突变品种。
摩尔根激动万分,将这只宝贝果蝇放在单独的瓶子中饲养。每天晚上,摩尔根带着这只果蝇回家,睡觉时将实验瓶放在身边,白天又带着它去上班,生怕果蝇出现意外。在他的精心照料下,原本虚弱的白眼果蝇终于在与一只红眼雌性果蝇交配后才寿终正寝,将突变的基因留给了下一代果蝇,留给了苦心栽培它的摩尔根。十天后,第一代杂交果蝇长大了,全部是红眼果蝇。不要为白眼基因的缺席担心,按照孟德尔的学说,红眼基因相对白眼基因是显性,因此珍贵的突变基因只是躲到了后台。摩尔根当然不会放过检验前人理论的机会,他用第一代杂交果蝇互相交配,产生第二代杂交果蝇。焦急地等待了十天,摩尔根得到了第二代杂交果蝇,其中有3470个红眼的,782个白眼的,基本符合3:1的比例。这下,摩尔根对孟德尔真正服气了,实验结果完全符合孟德尔从豌豆中总结出的规律。
当摩尔根坐在显微镜旁边,再次定睛观察这些瞪着白眼的果蝇时,他发现了一个不同于孟德尔规律的现象。按照孟德尔的自由组合规律,那些长着白眼的果蝇,它们的性别应当是有雄性的,也有雌性的。然而这些白眼果蝇居然全部是雄性,没有一只是雌性的。也就是说,突变出来的白眼基因伴随着雄性个体遗传。摩尔根终于从果蝇身上看到了孟德尔在豌豆上观察不到的现象。对特殊现象的解释,就是建立新的定律。摩尔根知道,果蝇的4对染色体中,有一对是决定性别的。其中雌性果蝇中的两条性染色体完全一样,记为XX染色体;雄性果蝇中的性染色体一大一小,记为XY染色体。摩尔根判断,白眼基因位于X染色体上。因此,当他的那只宝贝白眼果蝇与正常的红眼果蝇交配后,由于红眼是显性基因,因此后代不论雌雄,都是红眼果蝇;当第二次进行杂交时,体内含有白眼基因的雌性红眼果蝇与正常的雄性红眼果蝇交配,就会出现含白眼基因的一条X染色体与一条Y染色体结合,生成第二代杂交果蝇中的白眼类型,而且都是雄性的。摩尔根把这种白眼基因跟随X染色体遗传的现象,叫做“连锁”,两类基因——白眼基因和决定性别的基因——好像锁链一样铰合在一起,在细胞中的染色体对分裂时一同行动,组合时也一同与另外的染色体结合。
发现突变的白眼果蝇,花费了摩尔根和他的学生整整两年的时光。而第一个突变果蝇发现后,另外的突变类型便接踵而至。在几个月内,他们又发现了四种眼色突变,例如果蝇中出现了粉红眼,这个形状的分离和组合与性别无关,也与白眼基因无关,显然粉红眼基因位于另外的染色体上,而且不在性染色体上;朱砂眼果蝇的遗传特点与白眼果蝇完全一致,也是伴性遗传的,说明两个基因都位于X染色体上。
摩尔根的学生发现了一种突变性状——果蝇的小翅基因,给摩尔根新创立的理论带来了挑战。这种突变基因是伴性遗传的,与白眼基因一样位于X染色体。但是当染色体配对时,这两个基因有时却并不像是连锁在一起的。例如,携带白眼基因与小翅基因的果蝇,根据连锁原理,产生的下一代应该只有两种类型,要么是白眼小翅的,要么是红眼正常翅的。但是摩尔根却发现,还出现了一些白眼正常翅和红眼小翅的类型。又需要解释现象了。摩尔根提出,染色体上的基因连锁群并不像铁链一样牢靠,有时染色体也会发生断裂,甚至与另一条染色体互换部分基因。两个基因在染色体上的位置距离越远,它们之间出现变故的可能性就越大,染色体交换基因的频率就越大。白眼基因与小翅基因虽然同在一条染色体上,但是相距较远,因此当染色体彼此互换部分基因时,果蝇产生的后代中就会出现新的类型。这就是“互换”定律。
“连锁与互换定律”是摩尔根在遗传学领域的一大贡献,它和孟德尔的分离定律、自由组合定律一道,被称为遗传学三大定律。虽然摩尔根是个讨厌空谈理论,注重实验的人,但是为他赢得声誉最多的论文,却不是关于实验的描述,而是他发表在《科学》杂志上的一篇阐述连锁与互换定律的理论文章,中间没有列举任何实验数据。
1933年的一天下午,摩尔根正坐在家中院子里看一本当年流行的小说,悠然自得。这时,家里收到了一份电报,内容说的是正值诺贝尔诞辰一百周年之际,“托马斯·亨特·摩尔根由于对遗传的染色体理论的贡献而被授予诺贝尔奖”。摩尔根并没有到瑞典去出席颁奖仪式,借口是自己工作太忙。其实是因为他本人不喜欢一本正经地在公众集会中出现,除了科学讨论会,他对于政治和其他集会均不感兴趣。在得到奖金后,摩尔根执意一分为三,自己留下一份,两个实验室的学生每人一份。在摩尔根看来,荣誉和奖金应该属于大家。
1941年,摩尔根以75岁高龄宣布退休,离开了实验室。1945年底他因病去世。人们对他最好的纪念,也许要算将果蝇染色体图中基因之间的单位距离叫做“摩尔根”。他的名字作为基因研究的一个单位而长存于世。