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寂寞开无主，零落碾作尘——孟德尔和他的遗传理论

1965年夏天的一个傍晚，在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里，曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒，而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础，而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈．孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。

孟德尔其人

孟德尔（G．J．Mendel，1822－1884）出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民，素性酷爱养花。因此，孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。

孟德尔的童年不但平常，且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后，主要靠妹妹准备作嫁妆的钱，读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后，21岁的孟德尔在老师的建议下，进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士，取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。

如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的，那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活，兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师，但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是，在第二次考试中，主考官竟这样来评论他的考卷说：“这次的考卷使我们认为，该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。

好学勤奋和充满进取的孟德尔，考试落榜后，便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》（1865）外，还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》（1870）和《1870年10月13日的旋风》（1871）。

孟德尔的晚年，可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个，无妻无子，孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金，而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔，终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞，享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫，中年研究成果遭冷遇，晚年孤独悲惨的老人时，谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。

孟德尔的业绩

孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种，按种子的外形是圆的还是皱的，子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状，分别进行了杂交实验，得到了如下的一些结果。

一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种（子1代）全是高茎的。他又通过自花授粉（自交）使子1代杂种产生后代，结果子2代的豌豆有3／4是高茎的，1／4是矮茎的，比例为3：1。孟德尔对所选的其它6对相对性状，也一一地进行了上述的实验，结果子2代都得到了性状分离3：1的比例。

两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子1代都是黄圆种子；子1代自花授粉所生的子2代，出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9：3：3：1。

通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。

1．分离定律。孟德尔假定，高茎豌豆的茎所以是高的，是因为受一种高茎的遗传因子（DD）来控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后，子1代的因子是Dd。因为D为为性因子，d为隐性因子，故子1代都表现为高茎。子1代自交后，雌雄配子的D，d是随机组合的，因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高、矮3：1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论：不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定律。

2．自由组合定律。对于具

有两种相对性状的豌豆之间的杂交，也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后，子1代为YyRr，因Y，R为显性，y，r为隐性，故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体，9种因子类型。因有显性、隐性关系，外表上看有4种类型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9：3：3；1。根此孟德尔发现，植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由组合定律。

孟德尔的发现被埋没

孟德尔从1856年开始，经过8个的专心研究，得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔（一个气象学家）的鼓励的支持下，他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。

曾一个时期，人们以为孟德尔的工作被埋没，是由于当时学术情报囿闭不通，交流不广，人们不知道他的工作造成的。后经调查，才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志，共寄出115本。其中，当地有关单位12本，柏林8本，维也纳6本，美国4本，英国2本（英国皇家学会和林耐学会）。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展，有一定的推动作用。在植物学方面，他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他，且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A．凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授，在维也纳植物园当主任。第三个是H．霍夫曼，一位植物学教授。第四个是威廉．奥尔勃斯．福克，他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是，刊物也好，论文也好，都如石沉大海，没有得到明显的反响。这样，孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现，竟被当代人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。

1900年，对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年，有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期，他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文；第二个人是科仑斯，收到他论文的时间是1900年4月24日；第三个人是丘歇马克，收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里，他们也都发现了孟德尔的论文。这时，他们才清楚，原来自己的工作，早在35年前就由孟德尔做过了。

对孟德尔发现被埋没的原因分析

有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣，也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久，有确凿证据的材料所得无几，尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析：

历史的局限性

1866年孟德尔发表自己的论文时，正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家，特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上，而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运，起到了更为决定性的作用”。其次，由于历史条件的限制，当时学术资料不能广泛地交

流也是一个原因。如，对杂交问题搜集资料较多的达尔文，就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说，即使达尔文看到了这一成果，也不一定能充分地认识到它的意义。但，这样推论是没有多大根据的。又如，了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森，他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注，正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是，当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时，删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样，就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。

怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时，当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究，只被人们看作“不过是为了消遣，他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确，在一个专业学者的眼里，他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历，也没有博士、教授的头衔。因此，他的具有挑战性的发现，自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看，怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现，乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密，相互交往达七年之久，孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而，正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作，而且还提出种种怀疑和责难，从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到，他看过孟德尔论文后，于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说：“我认为，你用豌豆属作的实验还远远没有完成，其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验，决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物，这是很好的，我相信，从其他品种中会得到完全不同的结果（就遗传性而言）”。他还怀疑孟德尔得出的3：1的规律。如他说：“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象，因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来，“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人，才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A．凯尔纳，接到孟德尔寄送的论文后，曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说，孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论：在凯尔纳的眼中，像孟德尔这样的小人物的文章，简直是不屑一顾的。

不理解其成果的重要意义

孟德尔的发现本身，在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时，传统的遗传学观点是融合遗传理论，而孟德尔的思想则是粒子遗传；其次，当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验，而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以，即使是认真地看过他的文章，如果跳不出传统框框，也不一定能理解其重要意义。如H．霍夫曼不仅看过他的文章，而且在自己的著作中，五处引用了孟德尔的文章，但现在看来，不是没有引到重要的地方，就是有所误解，总之，没有真正理解孟德尔工作的意义。所以，在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果，但他说：“孟德尔所作的很多次杂交的结果，十分类似于奈特的结果，但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处，说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔，不过是因为孟德尔培育成了植物杂种，不得不得一下而已。

教训和启示

埋没孟德尔发现一案，已经过去一百多年了。今天，孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定，以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而，我们不应忘记，忽视孟德尔发现的代价是沉重的，它也许使生物学的发展延

缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训，找出以古鉴今的富有启发性的道理，以便今后不犯或少犯同类错误吗？

警惕传统观念的束缚

有些人认为孟德尔的发现是早产儿，它超越了时代的认识水平，因此被埋没是必然的。然而，我们却认为，孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没，主要应归咎于传统观念的束缚。理由是，孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论（参阅斯多倍《遗传学史》，第126－138页，第189页），其中甚至包括人所共知的达尔文，他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明，孟德尔的发现决非偶然的早产儿，而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人，之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义，主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功，正由于他的老框框少些，所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的

假说的内容体系

什么是人类基因组计划

什么是人类基因组计划

现代遗传学家认为，基因是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因位于染色体上，并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达。不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同，是基因差异所致。

人类只有一个基因组，大约有5－10万个基因。人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。计划于1990年正式启动，这一价值30亿美元的计划的目标是，为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。打个比方，这一过程就好像以步行的方式画出从北京到上海的路线图，并标明沿途的每一座山峰与山谷。虽然很慢，但非常精确。

随着人类基因组逐渐被破译，一张生命之图将被绘就，人们的生活也将发生巨大变化。基因药物已经走进人们的生活，利用基因治疗更多的疾病不再是一个奢望。因为随着我们对人类本身的了解迈上新的台阶，很多疾病的病因将被揭开，药物就会设计得更好些，治疗方案就能“对因下药”，生活起居、饮食习惯有可能根据基因情况进行调整，人类的整体健康状况将会提高，二十一世纪的医学基础将由此奠定。

利用基因，人们可以改良果蔬品种，提高农作物的品质，更多的转基因植物和动物、食品将问世，人类可能在新世纪里培育出超级作物。通过控制人体的生化特性，人类将能够恢复或修复人体细胞和器官的功能，甚至改变人类的进化过程。

人类基因组计划带来了什么？

从人类社会诞生以来，人类就没有停止过对自身的思考。人类在探索，认识世界的过程中也不断地提高对人类自身的认识。古代的医学发现，近代的遗传学说，进化论的确立，为人类更完全地认识自己奠定了坚实的基矗随着人类在其他科技方面取得的巨大成功，生命科学的研究也越来越深入到了生命的根本奥秘中。

人类的遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位在染色体上占据一定的位置，构成基因。基因组就是细胞内遗传信息的携带者——DNA的总体。基因组中不同的区域具有不同的功能,有些是编码蛋白质的结构基因,有些是复制及转录的调控信号,有些区域的功能尚不清楚。基因组结构是指不同功能区域在整个DNA分子中的分布情况。人类基因组包含着决定人类生、老、并死以及精神、行为等活动的全部遗传信息。所以搞清楚核苷酸顺序无疑将对人类最终完全解开遗传之谜提供最直接的帮助。

1986年，著名生物学家、诺贝尔奖获得者雷纳托杜尔贝科（Renato Dulbecco）在Science杂志上率先提出“人类基因组计划”（Human Genomic Project,简称HGP）。1990年10月，美国政府决定出资30亿美元正式启动“人类基因组计划”，预期到2005年拿到人体的全部基因序列（共约30亿个碱基对全序列）；随后研究其相互作用和基因功能，从而揭开人类全部遗传信息之谜，使人类对自身的认识达到一个新的高度。人类基因组计划可以说是人类有史以来最为伟大的认识自身的世纪工程。此项计划的实现，将对全人类的健康，生命的繁衍产生无止境的影响。按照设想，碱基对测序完毕之后，科学家将分析碱基如何组成基因以及各种基因有什么功用等。弄清全部基因的位置、结构和功能，将为人类征服多种疑难病症铺平道路。

“人类基因组计划”启动以后，欧洲、日本、前苏联、巴西、印度、中国迅速跟进，纷纷加入到此项意义重大的研究中。我国于1999年7月在国际人类基因组注册，得到完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域的测序任务。该区域约占人类整个基因组的1％，简称“1％项目”。这标志着我国已掌握生命科学领域中最前沿的大片段基因组测序技术，在开发和利用宝贵的基因资源上已处于与世界发达国家同步的地位，在结构基因组学中占了一席之地。

那么“人类基因组计划”到底为什么具有如此大的魅力？吸引了如此多的国家和众多的生物科学家参加到其中的研究？其实，对人类基因组的研究不仅仅地是一项科学研究，它很可能暗含着将是21世纪最大的商机。

基因是生物制药产业的源头、生长点和制高点，源于基因的技术拓展将是21世纪制药企业开发新品的基矗目前，世界上各大制药、化工和农业公司都在积极地进行改组、合并和建立新联盟，以通过基因相关的研究和开发加强自己的竞争实力。尽管基因产业所需的投资数目非常大，探索工作也非常艰辛（比如分离囊性纤维病变基因花了十年时间，耗资1.5亿美元以上），但一旦拿到一个能够编码重要功能蛋白的基因后，其回报将是无比丰厚的——发现者可以获取该基因的专利，科研人员可以之进行相关研究并设计相关的防治药物，医药公司可在专利期满之前获取市场巨额垄断利润。可以说，一个基因可以成就一家企业，甚至带动一个产业。所以，对科学家来说，“人类基因组计划”给他们带来的是对人类自身认识的一次重大飞跃，是人类战胜疾病的希望；而对于不惜血本投入大量资金让科学家研究基因组的政府和企业，更多的看到的是研究成功后所带来的市场垄断和超巨额利润。

于是，一场没有硝烟但关系非同寻常的“基因战”早以打响。国家与国家之间，官方研究项目与私营机构之间都存在着异常激烈的竞争。今年5月24日，代表官方参与“人类基因组工程”的科学家宣布，将于6月15日公布首幅人类遗传密码“工作草图”。同时，美国赛里拉（Celera）遗传公司也透露，将在6月份发布自己的“工作草图”。这意味着，破译人类遗传密码的竞赛已进入最后冲刺阶段，决定人类生、老、并死以及精神、行为等活动的全部遗传信息的奥秘即将被人类自己揭开，巨大的商机也开始向基因组研究的投资者招手。

人类基因组计划被认为是人类最伟大的认识自身的科学探索之一，其意义甚至超过阿波罗登月计划，我们人类开始揭示隐藏在自身的奥秘，我们的生命和行为即将因为它而改变，它所带来的是一场生命的革命，同时，它将以前所未有的力量冲击人类的道德、伦理观念。

掌握了自身基因组奥秘的人类将不再畏惧过去闻之色变的各种“癌”，我们可以改变与生即来的某些缺陷，我们甚至可以实现永葆青春。但是，我们又不得不担心，因为和掌握核能力一样，基因能给我们带来福音，也能给我们带来可怕的负面影响-----重组基因可以改变人类固有的特征。

二战时期，希特勒就曾经组织大量科学家研究如何“制造”出最优秀的纯种雅利安人，可当时的科学没有达到那一步的能力，但是，很可能就是20年后，这种想法完全可能实现。我们不但可以复制某个人，我们还能象工厂生产玩具一样批量“生产”按顾客需要设计的，合乎数据规定的“人造人”！

前一段时间克隆生物的出现就引起了各方面的担心和忧虑，如果“人造人”

真的出现了，我们该怎么办呢？我们的下一代还能是自然的人吗？我们固有的伦理、道德还能适用于我们将来的社会吗？

“人类基因组计划”的由来与发展（一）

人类基因组计划这么一个划时代的项目，是一个人提出的吗？不是。这一计划的孕育，经历了长达5年的时间，这五年里，在发达国家里，上致政府首要，下至平民百姓，都参与了这一场讨论与最后的决策。而各国，首先是美国的科学家，作了大量的论证。各个学科持各种不同观点的科学家各抒己见，充分体现了科学讨论的平等与决策的民主。尽管几度迷离，几度彷徨，几度反复，但最后，人类还是选择了“人类基因组计划”。人类基因组计划的形成，从历史上来说，有好几条思路。

七十年代的人类疾病的“基因论”之说，无疑是人类基因组计划的主要思路。不仅疾病与基因有关，人类的生存、出生、生长都与基因有关，都与DNA的序列有关。正如著名的诺贝尔奖获得者，意大利的杜伯克在他发表的一篇文章，后来被称为“人类基因组计划”的“标书”之中写的：人类的DNA序列是人类的真谛。这个世界上的发生的一切，都与之息息相关。在策略上说，“人类基因组计划”所采取的策略是“基因组学”这门科学的策略，正如基因是研究基因的科学一样，顾名思义，“基因组学”就是研究基因组的科学。正如杜伯克说的：既然大家都知道基因的重要性，那我们就只有两种选择，一是“零敲碎打”，大家都去“个体作业”，去研究自己“喜欢”的、认为是重要的基因，而另一种选择呢？则是前所未有的大胆说法：从整体上来搞清楚人类的整个基因组，集中力量先认识人类的所有基因。

因为人类基因组计划的雄心太大、规模太大，要花的钱太多，因此政府部门、科学家、社会大众，都有不少不赞成的意见。首先是这个计划的必要性的问题，他们认为把纳税人的30亿美元用来搞人的庞大无比的基因组序列，纯粹是拿纳税人的钱开玩笑！其次是这个计划的现实性，他们认为到2005年完成这个计划是“吹牛”。说实在的，在那时能否如期完成，谁也心里无底。那时候，连现在的现代化的测序仪器的影子都还没有。其三是科学研究领域的选择问题，有点象“要为不可为”的想象：人类自然科学要研究的问题很多，为什么要上这样的计划？这笔钱也得花到别的地方也许更值得、更实际，有人还担心“大科学”会影响小科学，“大中心”会危及小实验室的生存。说的话也很难听，如批评这个计划是“过于偏激、过于集中，目标过多、预算过大”。而得到的东西，只不过是“一张部件名单”。而对于这个计划的具体项目，则更加刻薄，如“制图”是在沙漠里建公路，“测序”是把“垃圾”分类，选择“模式动物”是拼凑“诺亚方舟”。最后，认为基因组计划建立的新的技术，是“不用现在的Saturn火箭”，而要追求奢侈、舒适的新航天飞机”，因为分离基因已有不少别的方法。

1990年美国刚开始“人类基因组计划”，好多科学家还联名写信表示反对，结果原来的预算还被砍了3400万美元，原计划建的9个中心，每个中心年经费400万美元。被砍了只剩下3个，而每个中心的经费只有200万美元！主要的批评之一，还是不要搞人的基因组计划，这太多啦，应该先搞小的，如细菌等，或者是经济意义大的，象小麦、猪、羊啊。他们讥笑这一研究人的基因组计划是“泥足巨人（clay-footed gaint）”。还预测将象75年开始的肿瘤计划一样“流产”。真理有它本身的真理性，可行性。真理不怕辩论，这就是它的“说服性”。“人类基因组计划”是有道理的，但是对真理的认识有它的过程，真理本身的完善也有它的过程。“人类基因组计划”正是不断地从批评中吸取正确的意见，逐渐完善到今天这一计划的。如开始仅是笼统的“测序分析计划”。从何入手呢？各有各的说法。“制图计划”特别是遗传图的构建，原先是作为“测序”计划的不同意见提出来的，但双方都没有简单否定对方的意见，有关决策部门也没有简单地支持一方面压制另一方，而最后持不同意见的双方走到一起，共同制定更加科学、更加全面的计划。“cDNA计划”就是把一个基因中一小部分与蛋白质有关的序列先搞清楚的计划，也是作为“全基因组计划”的一种反对意见提出来，但也没有被主流意见所拒绝，没有因此而摒弃“全基因组计划”，而是作为“基因图”的雏型而纳入整个基因组计划，而且成为重要部分之一，即我们要做的“转录图”。“基因鉴定”计划也是作为不同意见提出来的，认为最重要的是那些与人类疾病有关的基因，后来成为最能反映“人类基因组计划”的成果的“热点”。而“模式生物”计划选择了酵母、线虫、果蝇、小鼠作为研究人类的四大“模式生物”，其科学意义十分重要。整个讨论的过程，逐渐形成了“人类基因组计划精神”的一部分。

除了上述的“兼容并蓄”外，其次是“精诚合作”，人类基因组计划是人类历史上第一次由全世界各国不分大小、不分强弱，所有科学家一起执行的科研项目。实施人类基因组计划伊始，发达国家具有远见的科学家即号召全球各个国家的政府都重视这一项目，并号召全世界科学家共同参与，建议所有的进展、所有的数据、所有的实验资源应随时公布于众，让全世界所有国家免费享用。在实施过程中，各国科学家精诚合作、共享材料、共享数据、共同攻关。这在人类自然科学史上，还是史无前例的。人类基因组计划与另两个有全球性意义的项目，即曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月基因相比，更显示了人类的谐同与进步。其三就是对社会“高度负责”的精神。人类基因组计划在启动伊始，便重视这一计划可能对社会、法律、伦理方面的冲击，特别注重这一方面的研究，并形成主流意见。特别是HUGO（国际人类基因组组织）的几个重要声明，充分体现了现代自然科学的“求真”、“求善”及对社会的高度责任感。我们应该颂扬这一“人类基因组计划精神”，使它成为各国、各领域的合作楷模。

“人类基因组计划”的由来与发展（三）

真理只能成功不许失败，我们不能让真理在自称拥有真理的人手里哭泣！尽管真理哭泣过千百次。一个计划，所有的指标就得完成，否则就得宣告失败，或者早已流产。人类基因组基因的目标，讨论来讨论去，数易其稿，对每一部分都有具体目标，定质、定量、定时完成。真理还要有说服性。美国的这一计划的通过与被民众接受，科学家做了大量工作，又要到国会去“游说”。有人说“人类基因组计划”是美国历史上规模最大、参与人数最多、也最为成功的“游说”！说服政治家也不容易啊！要把科学意义与社会意义，经济意义结合起来，把现实的利益与长远利益结合起来，还要一一比较各种不同的意见与方案。还要通过各种关系、渠道把工作做到家。对照他们的工作，我们可以说：假设我们中国的决策者对“人类基因组计划”不予重视，我们科学家也有责任！除了科学家自己的讨论外，主流科学家对民众做了不少工作，后来美国政府也做了不少工作。美国政府不能有自己的报纸、电台、电视台，只好印了很多小册子，有较浅显的，如“人类基因组计划有多大？多有价值？”。

也有很通俗的，如“了解我们的基因”这一小册子。使大家都明确基因的重要性，人类基因组计划的必要性，为什么要花这么多钱，这钱花得如何值得。而科学家呢？他们到处讲话，向通俗的语言，把基因说得活灵活现，把“人类基因组计划”说的浅显易懂。本文的很多说法，都是从他们那儿学来的。如搞清楚30亿对核苷酸，就好象搞清楚整个地球上的30亿对人各姓什么（假说天下只有四个姓氏！）人的基因组就象地球那么大，一个染色体就象一个国家那么大，一个基因就象我们所在这憧楼那么大，还有“制图”就象在高速公路上标上路标等等。“人类基因组计划”被民众接受的过程，确实是社会学家、伦理学家、科学家、民众的一场有关基因的科学普及过程。此外还有伦理学家的问题。这个问题可复杂啦！“人类基因组计划”所揭示的人类的最终奥秘，势必冲击社会、法律、伦理。

最后，民众还是大体接受了这一计划。首先，懂得了基因的重要性后，民众就产生了了解自我，了解基因的愿望。如果没有特殊的外界原因，我们的基因在出生以后变化就不大了。但我们要了解：（1）我们的基因在我们的家系传递的规律，特别是关系到“病与不病”的那些基因，照料好我们的后代。（2）我们要了解“病与不病”的原因。人类基因组计划能够坚持到今天，全靠全世界广大民众的支持。因为这是一项公益性的计划，关系到千家万户，千秋万代。

生命的起源,生物的进化,生物的灭绝与环境的关系

对广泛的事实作出解释，这既是表现被设想的理论其有多大的解题能力，同时也是表明被设想的理论得到了大量事实的支持。例如，孟德尔的遗传因子分离定律可以解释人眼虹彩颜色的遗传现象，并得到这个事实的支持。

“碧眼人同碧眼人婚配，得碧眼子代。褐眼人同褐眼人婚配，如果两者的祖先都是褐眼，也只能产生褐眼子代。如果碧眼人同纯种褐眼人婚配，子女也都是褐眼。这一类褐眼的男女如果彼此婚配，其子女会是褐眼和碧眼，成3 与1 之比。”（T · H · 摩尔根著：《基因论》 ，科学出版社，第2 - 3 页） 一个假说还必须尽可能地预测未知的新事实。这既是表现被设想的理论具有多大的启发力，同时也是表明被设想的理论可以给予严格的检验。例如：

“孟德尔采用一个简单的方法来测验他的假说：让杂种回交[回交或返交就是把表面上显性的个体回头来同其隐性亲型个体交配的过程。目的在于揭露前者究竟是纯显性或者只是杂种。]隐性型，杂种的生殖细胞如果分高矮两型，那么，子代植物也应分高矮两型，各占半数。实验结果，恰如所料。”（T．H · 摩尔根著《基因论》，科学出版社，第2 页）

遗传物质的变异是进化的内因，环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用，进化后的生物对环境又有反作用。

具体:

1 遗传物质的变异是进化的内因

自然界存在数亿种生物，它们形态各异，种类纷繁，生物的多样性，主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。

1.1 基因突变和染色体畸变

中性学说在对生物大分子的量化分析后认为，基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言，当三联体密码中的 1 个核苷酸（尤其是第 3 位）发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出，即使改变了个别氨基酸残基，但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外，结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分，还有大量不编码蛋白质的序列，如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此，木村资生（ Motto.Kimura ）等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利，又无害的“中性”基因。但如何界定“绝对”的中性突变，仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成，但它们与各种环境因素相结合通过调节转录，翻译的过程来发挥作用。有研究表明：由猿到人的变化，主要是调节基因的变化，不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说，认为结构基因是通过内含子序列之间的重组，将外显子聚集在一起而产生的，即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。此外，就目前人们的认识来看，内含子还具有影响基因的表达调控；调控 RNA 的剪接；编码特定的蛋白质；保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。一些单个核苷酸被置换后，也许不能改变氨基酸的类型，但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。因此，我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。

染色体畸变包括染色体结构和数目的变化，它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化，影响基因间的连锁和交换，改变基因表达的方式，产生生殖隔离机制，加速物种分化的过程等。

1.2 基因重组

病毒的进化很难用渐进突变累积来解释，病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。事实上，在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见，基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。对于高等生物来说通过食物摄入，有性生殖，微生物介导也能获得外源核酸，为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组，从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。微生物先感染一种生物，携带上该种生物的遗传物质，再感染另一种生物，将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制，这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大，但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。

2 环境对遗传物质变异的诱发与筛选作用

从生态学的角度来说，任何生物都生存在总体稳定又时时处于变化之中的生态环境中，与环境存在物质、能量、信息的交流。环境是生物进化的外因，它诱导遗传物质发生变异，又对其进行筛选，经过时间的积累达到生物的进化。这里指的环境包括生物环境和非生物环境，宏观环境和微观环境是指所有对研究主体有影响的外界因素。

2.1 环境诱发遗传物质变异

就化学环境而言，生物体从环境中摄入各种物质，经分解、吸收作用后，送入细胞中，这些物质中的某些化学成分与元素可能会与遗传物质的组成物发生反应，或使遗传物质的结构发生变化。某些化学物质直接作用于生物体的表面，也可能引起表面细胞的破坏，并使遗传物质发生变异。

物理环境能引起遗传物质变异的最主要因素是射线。生物生活在地球上，无时无刻不受宇宙射线和地球上的放射性物质发出的射线的照射。科学家作了统计，一个人一年平均受的射线照射在人体中可把大约十亿个分子的化学键打开。 DNA分子在人体中所占比例很小，计算结果，每年每人平均损伤约200个DNA分子 [7] 。若生物偶然接触到能量更大的射线则引起突变的机率更大。

现在，许多科学家利用遗传工程技术，将 DNA上的某些片段人为的进行改变，培育出有利于生产经济的新品种。进行了转基因改造的动植物及微生物若被推广，则为该种生物的进化提供了一定的物质可能性。新品种与近源野生种的杂交，有可能使人为改造过的基因片段得到传播，并且固定下来。这在植物中更为常见。也可以说这是人为环境对生物进化的影响。微生物介导的基因重组而使生物进化，则是自然的生物环境使遗传物质发生变化。

获得性状是否能遗传一直是生物进化研究中争论的焦点。如果获得性状可遗传，就可以进一步说明环境可引起遗传物质变异。生物学家已发现了不少获得性遗传的实例。例如，当用一种酶把枯草杆菌的细胞壁去除后，在特定的生长条件下，它们可以继续繁殖，后代也是无壁的，并且这种状态可以稳定地遗传下去，只有把它们放在另外的一种生长条件下，细胞壁才会重新生长出来 [8] 。逆转录酶的发现，也证实了获得性是有遗传可能性的。“生命环境均衡论”的学者们认为 :如果生活的环境条件改变了，生活也就发生改变，那么，动植物将采取适应其生活的性状，并且在这种性状永存的情况下，遗传因子也与之相应发生变化。但是必须经过地质时代这样漫长的时间单位。越来越多的证据证明获得性是可遗传的，但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。因为在环境条件未发生剧烈变化的很长时期，生物进化的脚步并没有完全停止。生物进化是许多因素共同作用的结果，归根到底都必须是遗传物质发生了改变，只有这样变异才能一代一代延续下去，。环境只能是进化的外因。

此外，有些科学家认为多数突变是自发的，完全随机的，这种看法不全面。 DNA链处于细胞中，它必然生活在细胞内环境中。氨基酸残基的脱落、置换、加入无不伴随着肽键的断裂，这就需要能量和物质的交流，这一系列变化都与细胞内环境密切相关。

2.2 环境对遗传物质的筛选

在分子水平上环境对遗传物质的自然选择是有建设性作用的 .DNA链上的某一位点是处在其它基因位点的包围之中的,如果这一位点发生了变异要受到此位点周围其它基因的约束和干预。此外还要受到细胞核内环境中各种化学物质和染色体上组蛋白（只有真核生物具有）与非组蛋白的调控。总之，在一个新基因型进化初期，将选取提高个体适合度的有利突变。日本的太田（Ohta,1979）说，在分子水平上自然选择的主要作用是保持一个分子的现有机能，使它免受有害突变的影响 [8] 。

当遗传物质的变异通过了分子水平的自然选择后，还要接受更高级别的检验。不管 DNA上的突变位点是直接指导蛋白质合成，还是间接调控、影响转录和翻译的过程，绝大多数遗传物质的变异终究体现在蛋白质的变化上。多肽链上一个或多个氨基酸残基的变化可能影响蛋白质的空间构象及功能。多肽链在折叠时追求能量最低原则，完全折叠后的肽链要使它的空间构象有利于其功能的更好发挥。如果氨基酸残基的改变引起了蛋白质功能的变化，那改变后的蛋白质所发挥的功能将使生物体能更好地适应环境，提高其生存能力。以上就包括了细胞水平的自然选择，及蛋白质在发挥功能时与其功能相关的组织、器官水平的自然选择。这些选择将对由遗传物质变异引起的蛋白质变化进行筛选。

当遗传物质的变异最终体现在表型的差异上时，环境的作用就类似于达尔文所提出的自然选择理论了。只是根据现代生物进化理论，自然选择对象不是个体，而是种群。自然选择的价值在于种群基因库中基因频率的变化状况。

前面提到过有些突变似乎是中性的，没有任何意义。但当环境条件改变时，很有可能这些突变就不再是“中性”的了 [9] 。这些储备突变在环境条件发生改变时才有机会表达。近年来一些实验表明，存在着以热休克蛋白 HSP90为代表的一些分子机制，能够在一定程度上隐藏基因突变造成的表型变化 [10] 。也就是说，环境可以选择一些突变，让其表达，而让另一些暂时隐藏起来。通过这些隐藏的后备突变，个体有更大的机会适应变化的环境。

3 生物进化后对环境的反作用

约在 27亿年前，出现了含有叶绿素，能进行光合作用，属于自养生活的原始藻类，如燧石藻、蓝绿藻等。这些藻类进行光合作用所释放的氧，进入大气后开始改变大气的成分 [11] 。大气中游离氧的出现和浓度不断增加，对于生物来讲有极重要的意义。生物的代谢方式开始发生根本改变，从厌氧生活发展到有氧生活。代谢方式的改变打打出进了生物的进化发展。约在10～15亿年前出现了单细胞真核植物，以后逐渐形成多细胞生物，并开始出现了有性生殖方式。由此可见，生物的进化对环境有着极强的反作用，引起环境发生改变。而改变了的环境条件对生物进化的方向又有指导意义。人类有极强的改造自然和利用自然的能力。人类对自然环境的影响比任何一种生物都大。

起源和灭绝也都是生物不适应环境,被环境所淘汰的结果.

其实它们和进化是一回事,只不过是结果不同.

希望对你有帮助.

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