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古猿怎样变成人

十一、攀登新高峰

  遗传学的发展史是生命科学发展史的一个重要内容。现在,遗传学已经成为生命科学的核心学科。

  遗传学有什么用处呢?它对社会,对人生有什么影响,有什么贡献呢?

  影响可大啦,贡献可多啦。

  比方说,过去人们对生命的本质很不了解,因此出现了许多不正确的猜想,甚至迷信。说什么生命是肉体和灵魂的结合,灵魂是超物质的东西,它没有物质基础,也不受物质的支配。说什么生命是不可知的,不能用科学的方法来研究。甚至说什么生命是上帝赐给的,等等,等等。

  生命是神秘的吗?

  生命科学,特别是遗传学的研究,逐渐把生命神秘的大门打开了。

  人们迈进了这个神秘的大门以后,看到了些什么呢?

  他们看到了各种生物,从病毒、细菌到植物、动物和人类,都有共同的物质基础。而遗传物质核酸在所有生物的物质基础中都发生了主导作用。

  还有,各种生物的遗传物质都是以遗传单位——基因来发生作用的,基因的分子基础都是由遗传密码组成的。而遗传密码都是由3个核苷酸分子(好比3个字母)组成的。

  这说明地球上形形色色的生物都有共同的物质基础,有共同的生命过程。

  这就是生命的统一性。

  这还表明各种生物彼此有血统关系。它们都是通过进化的过程而逐渐出现的,都是生活物质按客观规律活动的结果。

  种瓜得瓜,种豆得豆;狗生狗,猫生猫,人生人,这些也都是客观规律活动的结果。没有两棵黄瓜会完全一样,没有两只猫会完全一样,更没有两个人会完全一样。这也是客观规律活动的结果。

  遗传是保守的力量,变异是前进的力量。在它们的作用下,在历史的过程中,就出现了生命的进化。

  遗传学的发展对社会生产发生了巨大的影响。它可以不断提高农作物的产量,改进某些工业的生产,而且对人类的延年益寿也大有贡献。

  远在大约1万年以前,古代有一部分人从游牧生活转变为定居生活。这是社会生活的一个重大发展。

  这转变是怎样实现的呢?

  主要依靠农业的出现。

  最早的农业活动尽管是原始的、低级的,但是能够利用农业技术来耕种土地,进行生产。随着这种原始农业的发展,粮食产量增加了,食物的供应比较稳定了。人们就以农业为生活的主要来源,就固定在一个地方,于是出现了农村。

  不错,在那原始社会,人们还没有科学,当然更没有遗传学。可是人们在跟各种生物打交道的过程中,就逐渐认识了许多生物,逐渐获得了有关生物遗传和变异的零碎知识。他们在原始的农业实践中,也知道选择优良品种来传宗接代,可以获得好收成。

  这是原始的遗传技术,核心的工作就是对生物弃劣留良。

  依靠这个技术,人们逐渐地把某些野生的植物和动物转化成为家养的植物和动物了。于是,出现了小麦、水稻、玉米等作物,出现了马、牛、羊、狗、鸡等饲养动物。

  这就是说,某些野生的植物和动物,在人的干预下,通过人们对它们进行弃劣留良的历史过程,它们的遗传性逐渐发生了改变。

  在人的干预下,在某些栽培植物和饲养动物当中,又进一步培育出许多品种。

  同一个品种具有比较一致的遗传性,产量和质量不断地提高。这样,人们的食物更丰富了。

  这是还没有遗传学时代的农业生产。因为历史悠久,也取得很大的成绩。

  现代遗传学建立以后,人们改造农业生物的技术更加高明了,成绩更加显著了。

  在第二次世界大战中,中、苏、英、美等同盟国的军队打败了法西斯侵略者是依靠了多方面的力量。其中杂交玉米在提供丰富的粮食方面做出了巨大贡献。

  杂交玉米具有强盛的杂种优势,是用不同品种的玉米通过杂交而得到的。

  什么是杂种优势呢?就是指不同物种或不同品种之间进行杂交所产生的后代,比亲本双方表现出较强的生活力,并且有较高的产量。例如,马和驴是不同的物种,它们杂交所产生的骡子有较强的生活力,对环境有较强的适应性。这就是杂种优势。

  如果让同一物种的玉米品种a和品种B杂交,它们的后代(a×B)在生活力和产量方面,都超过亲本(a×B)。要是这两个杂种玉米再杂交,杂种优势就更强了(见图3-11-1)。

  我国在海带的杂交实验中也得到了相似的结果,并且已经在海带养殖中应用了杂种优势。

  玉米有多种用途。它可以作为人类的食物,也可以用来喂牲口,转化为动物蛋白质。它还可以用来制造淀粉、酒精,等等。

  杂交玉米是谁研究出来的呢?

  是美国许多位遗传学者在遗传学原理的指导下,大约用了20年的时间才研究成功的。杂交玉米在30年代开始应用,产量不断地提高。

  我国农业科学工作者,应用相同的遗传学原理,在70年代后期最先研究成功了杂交水稻,也得到了很高的产量。

图3-11-1 双杂交提高产量

  50年代到60年代出现的“绿色革命”,也是遗传学对农业的贡献。

  原来,自从第二次世界大战结束后,世界上许多后进的地区,像南美洲、亚洲、非洲等殖民地、半殖民地国家相继独立。在这个过程中,人口不断增长,而农业却比较落后。它们都感到粮食不足。于是,在墨西哥建立了一个小麦国际研究中心,专门研究如何创造出矮杆高产的品种,来增产小麦。

  在菲律宾也建立了水稻国际研究中心,专门研究如何创造出矮杆高产的品种,来增产大米。

  这两个研究中心在许多专家的合作下,都选育出许多优良品种的小麦和水稻,大大地提高了粮食产量。

  为什么叫做绿色革命呢?

  因为作物都是绿色的,因为它们都含有叶绿素。绿色植物在含有叶绿素的叶肉细胞里,利用太阳的光能,把水和二氧化碳转化成淀粉之类的有机物。因为这些国际研究中心选育了许多作物优质高产品种,这类品种的产量很高,在谷类作物的生产上是一个突破,所以叫做绿色革命。

  小麦和水稻原来都有许多高产的品种,但是这些品种都是高杆的。在高产的年景里,果实累累,沉甸甸的压着植株,大风一吹,就容易把植株吹倒了。结果是丰产不丰收,人们还是得不到粮食。

  如果这些作物的茎杆短一些,坚韧一些,那么丰产时就可以抗倒伏了。

  育种的基本方法就是从矮杆品种(它们一般是低产品种)中取得矮杆基因,把它传给高产品种。

  怎样取得矮杆基因呢?又怎样传给高产品种呢?

  利用杂交的方法,就可以把矮杆基因和高产基因综合在一起了。

  遗传学对饲养动物的改良,比如对家蚕、鸡、猪、绵羊、马、牛等等的改良,也有巨大的贡献。

  下面只举两个例子来说明。

  优良的家鸡品种,产卵很多。比如,来亨鸡品种在良好的条件下,每年可产卵达300个。这是应用遗传技术来改良鸡品种的成绩。

  乳牛的产奶量也随着品种的改良而提高。几十年来,欧美各国选用优良品种的公牛来进行人工授精,乳牛的产奶量大大提高了。

  美国现在饲养的乳牛控制在1000万头左右。为什么要控制呢?这是因为乳牛多了,牛奶产量大多,影响牛奶的价格。在资本主义国家里,牛奶产量过剩,经常出现供过于求的现象,这就成为社会问题了。

  大家知道,许多抗菌素是微生物产生的。但是,野生的微生物所能产生的抗菌素数量甚微。它经过遗传技术的处理以后,改变了遗传性,才能产生出数量可观的抗菌素来。

  青霉素是青霉所产生的。野生的青霉所能产生的青霉素数量不多。遗传学工作者应用X射线、紫外线来照射青霉,引起许多突变。多数突变是没有用的,只有少数突变能提高青霉素的产量。由此选育出优良的品种来。

  人们又可以利用这个优良的品种,再引起突变,又可以从中得到产量更高的青霉素品种。如此反复进行多次,就选育出许许多多优良品种来了。

  现在,某些优良品种的青霉,所产生的青霉素不仅质量好,产量也高。高多少呢?野生品种每毫升只有50个有效单位,而优良品种的产量,每毫升可超出7000个有效单位,产量提高了140倍。

  这是遗传学的又一个成果。这是科学知识的威力。

  应用遗传工程来定向改造生物,对农业、工业和医药卫生事业将有更大的突破。

  比方说,用固氮基因或其他有关的基因来改造谷类作物的遗传性,将会出现新的绿色革命。

  用能处理海水盐分的基因来改造某些谷物的遗传性,我们可能得到能耐盐的谷类作物。于是就可以用海水来灌溉农田了。

  用生长速度快的基因来改造海参和鲍鱼的遗传性,我们就可以得到大量的海味珍品了。

  应用遗传工程可以产生出人所需要的若干种重要的酶、蛋白质和其他产品。

  应用遗传工程可以产生出许多重要的药品,来治疗多种疑难病症。

  应用遗传工程还可以治疗某些遗传病,使人类过幸福的生活。

  遗传工程是新技术革命的重大课题。

  据报道,仅在美国,有关遗传工程的公司已有百家以上,资本达几十亿美元。

  其他工业发达的国家,比如联邦德国、英、法、日本等也都有相似的工业。

  可以预言,随着遗传学的发展,遗传技术必会有新的突破。遗传技术越来越多样,越高级。

  21世纪将是生命科学的世纪。少年朋友们,努力学好文化科学知识,为迎接新技术革命大显身手吧。

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