遗传:龙生龙,凤生凤
任何一种生物的后代与它的亲代总是基本相似,这种现象叫作遗传,通过遗传,生物体的构造和生理功能由上一代传给下一代。没有遗传,生物就不能繁衍、延续,遗传是物种生存的基础。遗传稳定性保持了物种的延续性,是物种稳定的基础,最终也是生物赖以生存的基础。
自古以来,外观上与正常胎儿不一样的胎儿,会被视为怪胎甚至妖孽而遭遗弃。现代人有过之,在娘胎中若发现有先天性疾病,可能他没有机会来到世上。如唐氏综合征,又称先天愚型,1866年首先由Down医师完整描述。唐氏综合征患儿60%胎内早期即流产,幸存者有明显愚型,1959年证实唐氏综合征由染色体异常导致。这病太讨厌,所以现代人的做法是对所有胎儿进行拉网式的筛查,一旦发现就尽可能地阻止他的生命。
生命的本质在于生物体构造和生理功能的稳定,所以遗传的稳定性是人类繁衍的伦理基础,否则就不伦不类。同时,生物种类多种多样,每一种类也各有千秋,世界上没有完全相同的两个个体,即便是看似很简单的指纹,也完全不相同,或许生命的意义就在于生命的多样性。五彩缤纷才是世界的精彩,整齐划一显得不伦不类。
遗传有三大基本定律:分离定律、自由组合定律、连锁与交换定律。前二者由孟德尔通过8年的豌豆实验于1865年发现,他是遗传学的奠基人。孟德尔第一定律即分离定律,即在生物体的细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分别进入不同的配子,随配子遗传给后代。第二定律即自由组合定律,指当具有两对或更多相对性状的亲本进行杂交,非同源染色体上的基因表现为自由组合。人的男女比例基本上是1∶1,生的孩子不会是半男半女,在性染色体中,雄性为XY,雌性为XX,理论上说XY就是半男半女,但它只表现为男,所以遗传有显隐性之分。人的ABO血型分为A、B、AB、O四型,只有O为隐形遗传基因。A型血的遗传基因可以是来自父母的A、A结合,即AA;也可能是A、O结合,即AO。B型血则为BB或BO,AB型为AB,O型为OO。根据分离定律、自由组合定律,父母是A和B血型,其子女可能是A、B、AB、O型;父母都是O型,没有A、B血型因子,子女血型只会是O型;父母都是AB型,子女血型不可能是O型。
摩尔根,美国第一个诺贝尔生理学或医学奖获得者,他很早就很怀疑孟德尔的两个定律,认为这两个定律可能只适用于豌豆而不适用于其他生物。他疯狂地用果蝇实验,发现很多的遗传基因不是完全地分离,也不是完全地自由组合,摩尔根把这种特点称为基因的连锁和交换,这就是摩尔根发现的遗传第三定律——连锁和交换定律。摩尔根是真正的科学伟人,他的研究成果没有让他否定孟德尔,反而让他从怀疑走到崇拜。孟德尔的遗传学贡献可以说是从源头上找到理论,就像计算机中的1和0,摩尔根在此基础上发扬光大,其关系类似于《道德经》与《易经》。
遗传的三大基本定律很好地解读了生命的稳定性和多样性。(https://www.daowen.com)
细胞的遗传物质是DNA,一些病毒的遗传物质是RNA。克里克1958年提出遗传的中心法则,即遗传信息是从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程,以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。遗传的中心法则是细胞生物的法则,DNA制造RNA,RNA制造蛋白质,蛋白质反过来协助前两项流程,并协助DNA自我复制。某些病毒的RNA自我复制(如烟草花叶病毒)和某些病毒以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)是对中心法则的补充。朊病毒是唯一例外。
核酸是控制遗传的分子基础,中心法则构建了一套遗传信息的复制、转录和翻译体系,反映出蛋白质与核酸互为因果的关系,合理地说明了两类大分子的分工,即核酸的信息功能和蛋白质的结构功能,并最终建立了生命的传递机制——遗传。
德国动物学家魏斯曼做过一个实验,将雌、雄老鼠的尾巴切断,再让其交配产生子代,重复实验至第二十一代,发现其子代仍然有尾巴,这就是遗传的力量。
蛋白是生物功能的主要执行者。除了遗传之外,决定生物特征的因素还有环境,以及环境与遗传的交互作用,比如较多晒太阳的白种人皮肤可以变成褐色,黄种人皮肤则变黑。生物属性要严格区分遗传因素与环境因素、内因和外因的作用是困难的。