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十一、攀登新高峰


  遺傳學的發展史是生命科學發展史的一個重要內容。現在,遺傳學已經成為生命科學的核心學科。

  遺傳學有什麼用處呢?它對社會,對人生有什麼影響,有什麼貢獻呢?

  影響可大啦,貢獻可多啦。

  比方說,過去人們對生命的本質很不瞭解,因此出現了許多不正確的猜想,甚至迷信。說什麼生命是肉體和靈魂的結合,靈魂是超物質的東西,它沒有物質基礎,也不受物質的支配。說什麼生命是不可知的,不能用科學的方法來研究。甚至說什麼生命是上帝賜給的,等等,等等。

  生命是神秘的嗎?

  生命科學,特別是遺傳學的研究,逐漸把生命神秘的大門打開了。

  人們邁進了這個神秘的大門以後,看到了些什麼呢?

  他們看到了各種生物,從病毒、細菌到植物、動物和人類,都有共同的物質基礎。而遺傳物質核酸在所有生物的物質基礎中都發生了主導作用。

  還有,各種生物的遺傳物質都是以遺傳單位——基因來發生作用的,基因的分子基礎都是由遺傳密碼組成的。而遺傳密碼都是由3個核甘酸分子(好比3個字母)組成的。

  這說明地球上形形色色的生物都有共同的物質基礎,有共同的生命過程。

  這就是生命的統一性。

  這還表明各種生物彼此有血統關係。它們都是通過進化的過程而逐漸出現的,都是生活物質按客觀規律活動的結果。

  種瓜得瓜,種豆得豆;狗生狗,貓生貓,人生人,這些也都是客觀規律活動的結果。沒有兩棵黃瓜會完全一樣,沒有兩隻貓會完全一樣,更沒有兩個人會完全一樣。這也是客觀規律活動的結果。

  遺傳是保守的力量,變異是前進的力量。在它們的作用下,在歷史的過程中,就出現了生命的進化。

  遺傳學的發展對社會生產發生了巨大的影響。它可以不斷提高農作物的產量,改進某些工業的生產,而且對人類的延年益壽也大有貢獻。

  遠在大約1萬年以前,古代有一部分人從遊牧生活轉變為定居生活。這是社會生活的一個重大發展。

  這轉變是怎樣實現的呢?

  主要依靠農業的出現。

  最早的農業活動儘管是原始的、低級的,但是能夠利用農業技術來耕種土地,進行生產。隨著這種原始農業的發展,糧食產量增加了,食物的供應比較穩定了。人們就以農業為生活的主要來源,就固定在一個地方,於是出現了農村。

  不錯,在那原始社會,人們還沒有科學,當然更沒有遺傳學。可是人們在跟各種生物打交道的過程中,就逐漸認識了許多生物,逐漸獲得了有關生物遺傳和變異的零碎知識。他們在原始的農業實踐中,也知道選擇優良品種來傳宗接代,可以獲得好收成。

  這是原始的遺傳技術,核心的工作就是對生物棄劣留良。

  依靠這個技術,人們逐漸地把某些野生的植物和動物轉化成為家養的植物和動物了。於是,出現了小麥、水稻、玉米等作物,出現了馬、牛、羊、狗、雞等飼養動物。

  這就是說,某些野生的植物和動物,在人的干預下,通過人們對它們進行棄劣留良的歷史過程,它們的遺傳性逐漸發生了改變。

  在人的干預下,在某些栽培植物和飼養動物當中,又進一步培育出許多品種。

  同一個品種具有比較一致的遺傳性,產量和質量不斷地提高。這樣,人們的食物更豐富了。

  這是還沒有遺傳學時代的農業生產。因為歷史悠久,也取得很大的成績。

  現代遺傳學建立以後,人們改造農業生物的技術更加高明了,成績更加顯著了。

  在第二次世界大戰中,中、蘇、英、美等同盟國的軍隊打敗了法西斯侵略者是依靠了多方面的力量。其中雜交玉米在提供豐富的糧食方面做出了巨大貢獻。

  雜交玉米具有強盛的雜種優勢,是用不同品種的玉米通過雜交而得到的。

  什麼是雜種優勢呢?就是指不同物種或不同品種之間進行雜交所產生的後代,比親本雙方表現出較強的生活力,並且有較高的產量。例如,馬和驢是不同的物種,它們雜交所產生的騾子有較強的生活力,對環境有較強的適應性。這就是雜種優勢。

  如果讓同一物種的玉米品種A和品種B雜交,它們的後代(A×B)在生活力和產量方面,都超過親本(A×B)。要是這兩個雜種玉米再雜交,雜種優勢就更強了(見圖3-11-1)。

  我國在海帶的雜交實驗中也得到了相似的結果,並且已經在海帶養殖中應用了雜種優勢。

  玉米有多種用途。它可以作為人類的食物,也可以用來喂牲口,轉化為動物蛋白質。它還可以用來製造澱粉、酒精,等等。

  雜交玉米是誰研究出來的呢?

  是美國許多位遺傳學者在遺傳學原理的指導下,大約用了20年的時間才研究成功的。雜交玉米在30年代開始應用,產量不斷地提高。

  我國農業科學工作者,應用相同的遺傳學原理,在70年代後期最先研究成功了雜交水稻,也得到了很高的產量。

  

  圖3-11-1 雙雜交提高產量

  50年代到60年代出現的「綠色革命」,也是遺傳學對農業的貢獻。

  原來,自從第二次世界大戰結束後,世界上許多後進的地區,像南美洲、亞洲、非洲等殖民地、半殖民地國家相繼獨立。在這個過程中,人口不斷增長,而農業卻比較落後。它們都感到糧食不足。於是,在墨西哥建立了一個小麥國際研究中心,專門研究如何創造出矮桿高產的品種,來增產小麥。

  在菲律賓也建立了水稻國際研究中心,專門研究如何創造出矮桿高產的品種,來增產大米。

  這兩個研究中心在許多專家的合作下,都選育出許多優良品種的小麥和水稻,大大地提高了糧食產量。

  為什麼叫做綠色革命呢?

  因為作物都是綠色的,因為它們都含有葉綠素。綠色植物在含有葉綠素的葉肉細胞裡,利用太陽的光能,把水和二氧化碳轉化成澱粉之類的有機物。因為這些國際研究中心選育了許多作物優質高產品種,這類品種的產量很高,在穀類作物的生產上是一個突破,所以叫做綠色革命。

  小麥和水稻原來都有許多高產的品種,但是這些品種都是高桿的。在高產的年景裡,果實纍纍,沉甸甸的壓著植株,大風一吹,就容易把植株吹倒了。結果是豐產不豐收,人們還是得不到糧食。

  如果這些作物的莖桿短一些,堅韌一些,那麼豐產時就可以抗倒伏了。

  育種的基本方法就是從矮桿品種(它們一般是低產品種)中取得矮桿基因,把它傳給高產品種。

  怎樣取得矮桿基因呢?又怎樣傳給高產品種呢?

  利用雜交的方法,就可以把矮桿基因和高產基因綜合在一起了。

  遺傳學對飼養動物的改良,比如對家蠶、雞、豬、綿羊、馬、牛等等的改良,也有巨大的貢獻。

  下面只舉兩個例子來說明。

  優良的家雞品種,產卵很多。比如,來亨雞品種在良好的條件下,每年可產卵達300個。這是應用遺傳技術來改良雞品種的成績。

  乳牛的產奶量也隨著品種的改良而提高。幾十年來,歐美各國選用優良品種的公牛來進行人工授精,乳牛的產奶量大大提高了。

  美國現在飼養的乳牛控制在1000萬頭左右。為什麼要控制呢?這是因為乳牛多了,牛奶產量大多,影響牛奶的價格。在資本主義國家裡,牛奶產量過剩,經常出現供過於求的現象,這就成為社會問題了。

  大家知道,許多抗菌素是微生物產生的。但是,野生的微生物所能產生的抗菌素數量甚微。它經過遺傳技術的處理以後,改變了遺傳性,才能產生出數量可觀的抗菌素來。

  青黴素是青霉所產生的。野生的青霉所能產生的青黴素數量不多。遺傳學工作者應用X射線、紫外線來照射青霉,引起許多突變。多數突變是沒有用的,只有少數突變能提高青黴素的產量。由此選育出優良的品種來。

  人們又可以利用這個優良的品種,再引起突變,又可以從中得到產量更高的青黴素品種。如此反覆進行多次,就選育出許許多多優良品種來了。

  現在,某些優良品種的青霉,所產生的青黴素不僅質量好,產量也高。高多少呢?野生品種每毫升只有50個有效單位,而優良品種的產量,每毫升可超出7000個有效單位,產量提高了140倍。

  這是遺傳學的又一個成果。這是科學知識的威力。

  應用遺傳工程來定向改造生物,對農業、工業和醫藥衛生事業將有更大的突破。

  比方說,用固氮基因或其他有關的基因來改造穀類作物的遺傳性,將會出現新的綠色革命。

  用能處理海水鹽分的基因來改造某些穀物的遺傳性,我們可能得到能耐鹽的穀類作物。於是就可以用海水來灌溉農田了。

  用生長速度快的基因來改造海參和鮑魚的遺傳性,我們就可以得到大量的海味珍品了。

  應用遺傳工程可以產生出人所需要的若干種重要的□、蛋白質和其他產品。

  應用遺傳工程可以產生出許多重要的藥品,來治療多種疑難病症。

  應用遺傳工程還可以治療某些遺傳病,使人類過幸福的生活。

  遺傳工程是新技術革命的重大課題。

  據報道,僅在美國,有關遺傳工程的公司已有百家以上,資本達幾十億美元。

  其他工業發達的國家,比如聯邦德國、英、法、日本等也都有相似的工業。

  可以預言,隨著遺傳學的發展,遺傳技術必會有新的突破。遺傳技術越來越多樣,越高級。

  21世紀將是生命科學的世紀。少年朋友們,努力學好文化科學知識,為迎接新技術革命大顯身手吧。

  
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