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古猿怎样变成人 作者: 方宗熙 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。
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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