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第七十一回 破密碼遺傳謎底終揭曉大融合科學深處無疆界——生命科學的發展

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上回說到摩爾根在他的《基因論》一書的末尾,預言了基因是化學實體的假設。但是摩爾根總是念念不忘他的老本行——胚胎發育學,他做此預言之後就離開對細胞遺傳學的研究而重操舊業去了。

這科學的研究總是從現象到本質,從宏觀到微觀,就如那物理從牛頓探討天體運行,直到盧瑟福打碎原子。這生物學自從達爾文創立進化論,孟德爾、摩爾根發現遺傳規律之後,又漸漸追根到細胞內,進而又研究細胞核的結構。就如物理學進入核物理階段一樣,生物學也進到了一個新階段——分子生物學,它要對生物細胞的分子結構進行探索,從而來破解基因之謎。

科學發展到二十世紀,和十九世紀以前相比,其研究方式已有了明顯的不同。一是,一個課題很難由本學科單獨完成,出現了多學科交叉。比如原子核的裂變便需要許多費米、哈恩一流的物理學家、化學家共同參與才能發現。二是,一個難題由一個科學家單獨解決越來越不可能,需要有龐大的實驗室、研究中心,要有許多科學家的通力協作才能完成。這個DNA就在這樣的時刻被托到解剖台上,而首先舉起解剖刀的卻是幾個物理學家。

二十世紀三十年代中期,正是玻爾領導的哥本哈根學派在與愛因斯坦大論戰,他們新創立的量子力學正蓬勃向上。這批物理學家不滿足於隻用物理現象來解釋自己的理論,探索的觸角又向生物學伸來。

這次大會不久,歐洲大陸戰雲密布,科學家們紛紛避難美國。前麵我們說到玻爾也去美國參加研究原子彈了,他的學生德爾布呂克也到了美國,但是他並沒有參加曼哈頓工程,而是一頭紮到摩爾根的研究基地——加利福尼亞理工學院。這時他看到實驗室裏在使用一種“噬菌體”做細菌和病毒研究的材料。這噬菌體是一種病毒,它的結構簡單得出奇。它有一個六角形的頭,頭部中心含有DNA,頭部後麵拖著一條尾巴,尾巴梢上又有六根尾絲。當噬菌體感染細菌時,先用六根尾絲牢牢地黏附在細菌壁上,這時它的尾部放出一種酶,把細菌的細胞壁溶解開一個洞,然後就可鑽入。噬菌體與其他生物的細胞染色體的基因有一樣的物理、化學屬性,但是它又極簡單,就是一層蛋白質外殼包了一組基因,而且它繁殖得很快,侵入大腸杆菌內後,隻要二十分鍾就可繁殖數百個後代。德爾布呂克見到這東西心中不覺一喜。選擇最簡單而又典型的對象來研究,不是物理學中常用的方法嗎?要研究自由落體規律,就用一枚石子;要研究原子結構就先從隻有一個質子、一個電子的氫原子入手;現在要研究基因,何不就從這個噬菌體身上突破呢?