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摩爾根是一位美國的生物學家與遺傳學家，他發(fā)現(xiàn)了染色體的遺傳機制，創(chuàng)立了染色體遺傳理論，也是現(xiàn)代實驗生物學奠基人。
托馬斯·亨特·摩爾根 (Thomas Hunt Morgan，1866-1945) 是美國進化生物學家，遺傳學家和胚胎學家。發(fā)現(xiàn)了染色體的遺傳機制，創(chuàng)立染色體遺傳理論，是現(xiàn)代實驗生物學奠基人。于1933年由于發(fā)現(xiàn)染色體在遺傳中的作用，贏得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
人物簡介
1866年9月25日出生在肯塔基州的列克星敦(Lexington)。在肯塔基州立學院 (State College of Kentucky) 現(xiàn)在的肯塔基大學 (University of Kentuck)接受教育。他在約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)研究胚胎學，并于1890年獲得博士學位。
摩爾根
人物生平
童年趣事
摩爾根
小摩爾根生來就是一個“博物學家”，對大自然中的一切都充滿了好奇心。他最喜歡的游戲就是到野外去捕蝴蝶、捉蟲子、掏鳥窩和采集奇形怪狀、色彩斑斕的石頭。他經(jīng)常趴在地上半天不起來，仔細觀察昆蟲是如何采食、如何筑巢。有時他還會把捕捉到的蟲、鳥帶回家去解剖，看看它們身體內(nèi)部的構(gòu)造。
小摩爾根10歲的時候，在他的反復要求下，父母同意把家中的兩個房間給他專用。于是，他動手刷油漆、糊壁紙，按照自己的意愿把兩個房間重新 裝飾一番，然后在里面擺滿了自己親手采集和制作的鳥、鳥蛋、蝴蝶、化石、礦石等各種標本。直到摩爾根逝世后，這兩個房間里的擺設還保持著他少年時的原樣。
小摩爾根的另一個愛好是看書，特別是那些關(guān)于大自然、生物的書。如果沒有人叫他吃飯的話，他可以一整天泡在書房里。摩爾根還有一個從小養(yǎng)成的習性，就是不修邊幅。他從不要求父母添置新衣服，也不會因衣服破舊而難堪。
科學征途
摩爾根
當摩爾根大學畢業(yè)時，他還沒有想好自己將來的發(fā)展方向。同學們畢業(yè)后有的經(jīng)商，有的從教，有的辦農(nóng)場，有的去了地質(zhì)隊，而摩爾根對這些工作都不感興趣。用他自己的話說：自己是因為不知道干什么好，才決定去攻讀研究生的。他報考了霍普金斯大學研究生院的生物學系。當時的霍普金斯大學創(chuàng)辦僅10年，規(guī)模不大，也沒有什么名氣。他之所以做出這個選擇，主要是因為霍普金斯大學位于馬里蘭州，是他母親的娘家，同時生物學又是與博物學關(guān)系十分密切的專業(yè)。
摩爾根
霍普金斯大學富有特色的教學方法，為摩爾根日后的研究打下了良好的基礎，并使他形成了“一切都要經(jīng)過實驗”的信條，他崇信實驗結(jié)果更勝于權(quán)威們的結(jié)論。他曾經(jīng)對達爾文的進化論和孟德爾的遺傳學說抱有懷疑態(tài)度，但實驗得出的結(jié)果，使他最終信服了上述學說，并使之得到發(fā)展和完善。他取得的一系列重要研究成果，幾乎都是從實驗中得來的。兩年后，摩爾根獲得了碩士學位，他的母校肯塔基州立學院給他寄來了博物學教授的聘書。盡管當時父親沒有固定工作，家境十分窘迫，迫切需要作為長子的他肩負起家庭經(jīng)濟的重擔。但此時的摩爾根已經(jīng)堅定了從事生物學基礎研究的理想，他留在了霍普金斯大學，繼續(xù)攻讀博士研究生。
蠅室里的發(fā)現(xiàn)
在攻讀博士研究生期間和獲得博士學位后的10多年里，摩爾根主要從事實驗胚胎學的研究。1900年，孟德爾逝世16年后，他的遺傳學說才又被人們重新發(fā)現(xiàn)。摩爾根熟悉孟德爾動律，但從一開始就很懷疑這些理論。因為他認為這些定律可能只適合于豌豆而不適用于其他生物。有許多問題使摩爾根懷疑孟德爾的理論，他曾用白腹黃側(cè)的家鼠與野生型雜交，得到的結(jié)果五花八門。與此同時，德弗里斯的突變論卻越來越使他感到滿意，他開始用果蠅進行誘發(fā)突變的實驗。他的實驗室被同事戲稱為“蠅室”，里面除了幾張舊桌子外，就是培養(yǎng)了千千萬萬只果蠅的幾千個牛奶罐。1910年5月，他的妻子兼實驗室的實驗員發(fā)現(xiàn)了一只奇特的雄蠅，它的眼睛不像同胞姊妹那樣是紅色，而是白的。這顯然是個突變體，注定會成為科學史上最著名的昆蟲。這時摩爾根家里正好添了第三個孩子，當他去醫(yī)院見他妻子時，他妻子的第一句話就是“那只白眼果蠅怎么樣了？”他的第三個孩子長得很好，而那只白眼雄果蠅卻長得很虛弱。摩爾根極為珍惜這只果蠅，將它裝在瓶子里，睡覺時放在身旁，白天又帶回實驗室。它這樣養(yǎng)精蓄銳，終于同一只正常的紅眼雌蠅交配以后才死去，留下了突變基因，以后繁衍成一個大家系。
這個家系的子一代全是紅眼的，顯然紅對白來說，表現(xiàn)為顯性，正合孟德爾的實驗結(jié)果，摩爾根不覺暗暗地吃了一驚。他又使子一代交配，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3：1，這也是孟德爾的研究結(jié)果，于是摩爾根對孟德爾更加佩服了。
摩爾根決心沿著這條線索追下去，看看動物到底是怎樣遺傳的。他進一步觀察，發(fā)現(xiàn)子二代的白眼果蠅全是雄性，這說明性狀（白）的，性別（雄）的因子是連鎖在一起的，而細胞分裂時，染色體先由一變二，可見能夠遺傳性狀，性別的基因就在染色體上，它通過細胞分裂一代代地傳下去。
染色體就是基因的載體！摩爾根和他的學生還推算出了各種基因的染色體上的位置，并畫出了果蠅的4對染色體上的基因所排列的位置圖。基因?qū)W說從此誕生了，男女性別之謎也終于被揭開了。從此遺傳學結(jié)束了空想時代，重大發(fā)現(xiàn)接踵而至，并成為20世紀最為活躍的研究領(lǐng)域。為此，摩爾根榮獲了1933年諾貝爾生理學及醫(yī)學獎。他是霍普金斯大學、也是美國的第一位諾貝爾生理學及醫(yī)學獎得主；也是第二位因遺傳學研究成果而榮獲諾貝爾獎的科學家。
發(fā)現(xiàn)過程
黑腹果蠅
第一批果蠅被摩爾根“關(guān)了禁閉”，他讓手下的一名研究生在黑暗的環(huán)境里飼養(yǎng)果蠅，希望出現(xiàn)由于果蠅長期不用眼睛，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(xù)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(tài)，大搖大擺地向窗口飛去，留下目瞪口呆的師徒二人。像這樣一敗涂地的實驗，摩爾根做過許多次。他經(jīng)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(zhàn)，因為他知道，在科學研究中，只要出現(xiàn)一個有意義的實驗，所有付出的勞動就都得到了報償。
白眼果蠅
摩爾根激動萬分，將這只寶貝果蠅放在單獨的瓶子中飼養(yǎng)。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(xiàn)意外。在他的精心照料下，原本虛弱的白眼果蠅終于在與一只紅眼雌性果蠅交配后才壽終正寢，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。十天后，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后臺。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(chǎn)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(jié)果完全符合孟德爾從豌豆中總結(jié)出的規(guī)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(fā)現(xiàn)了一個不同于孟德爾規(guī)律的現(xiàn)象。按照孟德爾的自由組合規(guī)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，沒有一只是雌性的。也就是說，突變出來的白眼基因伴隨著雄性個體遺傳。摩爾根終于從果蠅身上看到了孟德爾在豌豆上觀察不到的現(xiàn)象。對特殊現(xiàn)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，白眼基因位于X染色體上。
因此，當他的那只寶貝白眼果蠅與正常的紅眼果蠅交配后，由于紅眼是顯性基因，因此后代不論雌雄，都是紅眼果蠅；當?shù)诙芜M行雜交時，體內(nèi)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(xiàn)含白眼基因的一條X染色體與一條Y染色體結(jié)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(xiàn)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(jié)合。
發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)后，另外的突變類型便接踵而至。在幾個月內(nèi)，他們又發(fā)現(xiàn)了四種眼色突變，例如果蠅中出現(xiàn)了粉紅眼，這個形狀的分離和組合與性別無關(guān)，也與白眼基因無關(guān)，顯然粉紅眼基因位于另外的染色體上，而且不在性染色體上；朱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，說明兩個基因都位于X染色體上。
小翅果蠅
“連鎖與互換定律”是摩爾根在遺傳學領(lǐng)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(guān)于實驗的描述，而是他發(fā)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(shù)據(jù)。
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，家里收到了一份電報，內(nèi)容說的是正值諾貝爾誕辰一百周年之際，“摩爾根由于對遺傳的染色體理論的貢獻而被授予諾貝爾獎”。摩爾根并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(jīng)地在公眾集會中出現(xiàn)，除了科學討論會，他對于政治和其他集會均不感興趣。在得到獎金后，摩爾根執(zhí)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，榮譽和獎金應該屬于大家。
研究經(jīng)歷
摩爾根
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他創(chuàng)立的基因理論實現(xiàn)了遺傳學上的第一次理論綜合。在胚胎學和進化論之間架設了遺傳學橋梁，推動了細胞學的發(fā)展，并促使生物學研究從細胞水平向分子水平過渡，以及遺傳學向生物學其它學科的滲透，為生物學實現(xiàn)新的大綜合奠定了基礎。此外，還榮獲英國皇家學會授予的達爾文獎章（1924年）和科普勒獎章（1939年）。其作品涉及生物學的幾個重要領(lǐng)域，主要有《進化與適應》、《實驗胚胎學》和《胚胎學與遺傳學》、《基因論》等。
遺傳巧合
1865年的秋天，在奧地利布臺恩自然科學協(xié)會的年會上，一位名叫格里格·約翰·孟德爾( Gregor Johann Mendel)的修道士宣讀了題為“植物雜交實驗”的論文。他在論文中論述了生物遺傳的規(guī)律，并提出 了“遺傳單位”（即今天所說的“遺傳基因”）的概念。但與會者們對這位名不見經(jīng)傳的修道士提出的新理論并沒有給予多少關(guān)注。同年的冬天，遠在美國馬里蘭州的巴爾的摩舉行了一場盛大的婚禮，新郎名叫查爾頓·摩爾根(Charlton Hunt Morgan )，新娘名叫埃倫·基·霍華德( Ellen Key Howard Morgan)。婚后不久，埃倫就發(fā)現(xiàn)自己懷孕了。
1866年，摩爾根夫婦的頭一個孩子出生了（在美國肯塔基州列克星敦），起名叫托馬斯·亨特·摩爾根。而孟德爾的論文也在這一年在雜志上公開發(fā)表，雖然依然無人喝彩。當時，沒有誰會將發(fā)生在奧地利和美國的這兩件事聯(lián)系在一起，但幾十年后，人們發(fā)現(xiàn)這似乎是一種事先安排好的巧合，一種探尋生命遺傳規(guī)律的巧合。
成名后的摩爾根常對好友說自己誕生于1865年：這一是因為他的母親是在這一年的年底懷孕的，從一個生物學家的角度來說，一個新生命的誕生應從卵子受精算起；二是因為這一年孟德爾提出了關(guān)于遺傳的基本定律，而摩爾根正是繼承了孟德爾所開創(chuàng)的遺傳學說，并將其發(fā)展成為現(xiàn)代經(jīng)典遺傳學理論。他好像就是為了接孟德爾的班而來到了這個世界。
主要著作
進化論方面
1．《進化與適應》(1903)。
2．《進化理論的評論》（1916，1925年修訂后改名《遺傳與 進化》）。
胚胎學方面
1．《青蛙卵的發(fā)育：實驗胚胎學引論》(1897)。
2、《再生》(1901)。
3．《實驗動物學》(1907)。
4．《實驗胚胎學》(1927)。
5．《胚胎學與遺傳學》(1934)。
參考資料
[1]
“白眼兒可好？”：“遺傳學之父”托馬斯·亨特·摩爾根 · 今日頭條[引用日期2021-4-28]
[2]
果蠅：來自摩爾根的重大發(fā)現(xiàn) · 今日頭條[引用日期2021-4-28]
[3]
“白眼兒可好？”：“遺傳學之父”托馬斯·亨特·摩爾根 · 今日頭條[引用日期2021-4-28]
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