A. 基因，摩根用的實驗材料是
材料是果蠅。
摩爾根(T．H．Morgan，1866～1945)是第一位以遺傳學成就而榮獲諾貝爾生理學或醫學獎的科學家，是細胞遺傳學的創始人。在孟德爾遺傳學向分子遺傳學發展的過程中，摩爾根起著承上啟下、繼往開來的作用。
摩爾根的科學生涯經歷了對孟德爾遺傳學從「擁護—反對—繼承並發展」的3個階段。這種轉變，來自於他對白眼雄果蠅的發現與研究。
1．白眼果蠅的發現與基因定位
1910年5月，摩爾根從他的「蠅室」果蠅飼養瓶中觀察到一種奇怪的變異。他發現了在野生型紅眼果蠅群體里，有一隻長有白眼而不是正常紅眼的雄果蠅。
白眼突變雄果蠅的發現，使摩爾根立刻認識到這只白眼雄果蠅的巨大價值。從此，他將研究的興趣從進化轉移到遺傳的研究中。
摩爾根利用這只白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅進行了雜交實驗。通過雜交實驗所進行的眼色遺傳分析表明，白眼雄蠅與紅眼果蠅雜交，子一代全是紅眼果蠅。子一代自交，子二代的結果呈現孟德爾式的性狀分離，其中紅眼果蠅2688隻，白眼果蠅728隻，兩者比率約為3．4:1。但在子二代，約佔1/4的白眼果蠅則全是雄性個性。正是這後一結果（白眼果蠅全是雄性），引起了他的思考。他認為：如果假定控制眼色的基因位於X染色體上，而Y染色體上不帶控制眼色的等位基因，態桐那麼實驗結果就能得到完滿的解釋。紅眼基因（+）是顯性，帶有紅眼基因的X染色體用X+表示；白眼基因（w）是隱性，帶有白眼基因的X染色體用Xw表示。基因型為XwY的雄果蠅，由於Y染色體上沒有控制眼色的基因，隱性基因得以表現，所以是白眼果蠅。當白眼雄果蠅與野生型雌果蠅X+X+雜交，子一代的基因型是X+Xw和X+Y，即雌雄果蠅都為紅色復眼，且雌果蠅是雜合體。子一代個體相互交配，結果是在子二代中有3/4是紅眼果蠅，1/4是白眼果蠅。雌果蠅全為紅色復眼，但其中有一半是純合體，另一半為雜合體。雄果蠅則紅眼、白眼各佔一半。
這樣，摩爾根第一次把一個具體的基因（白眼基因）定位於一個特定的染色體（X染色體）上，開辟了一條遺傳學和細胞學緊密結合的研究道路。
2．孟德爾定律的「例外」──連鎖和互換遺傳現象的闡釋 摩爾根證明了基因位於染色體上。但一種生物的基因數目遠遠多於染色體的數目，因而一條染色體上存在著多個基因，就成為一個必然的推論。
早在1906年，遺傳學的早期倡導者、英國遺傳學家貝特森（W．Batesen）和他的學生龐尼特（R·C·Punnett）在用香豌豆進行的雜交實驗中，就發現了生物性狀的連鎖遺傳現象，但當時他們無法對此做出正確的解釋。
1912年，摩爾根和他的學生在果蠅的白眼和紅眼、黃體和褐體這兩對相對性狀的遺傳實驗研究中，發現了與貝特森在香豌豆雜交實驗中同樣的連鎖遺傳現象。到1912年底時，他們一共發現了40種用肉眼可見的異常的果蠅突變。每當發現一個突變體後，立即讓其交配，「製造」出大批帶有研究者需要的基因的果蠅。摩爾根把培養的帶有白眼基因的雌蠅作為1號染色體（即X染色體）的標記，用帶班點的果蠅標記2號染色體，體色為橄欖色的標記3號染色體，彎翅果蠅標記4號染色體。以後，用這些雌蠅與新發現的突變雄蠅交配，摩爾根即可看出雄蠅的新發現的基因同哪個標記基因連鎖在一起遺傳了。比方說，要是同彎翅基因帆隱坦一起，那麼，這個新的突變基因顯然是在4號染色體上。摩爾根把所發現的幾十個突變性狀歸納為4組，這4組性狀（基因）與果蠅的4對大染色體是對應的。基因的遺傳可分為若干組；同組的基因一道遺傳，而基因組的數目與染色體數相同，這就意味著基因很可能是染色體的一部分。
摩爾根在對連鎖現象的進一步研究中，發現另一個事實：小翅和白眼基因都位於性染色體上，是連鎖基因。但其後代中僅有白眼小翅的雄蠅，而且還生出一些白眼正常翅或正常眼小翅的後代。這似乎與剛得出的連鎖遺傳相矛盾。於是，他根據自己的實驗結果創造出了「互換」的術語，即指染色體之間交換基因的過程。這種交換當兩個連鎖基因相隔相近時就不容易發生，當相隔較遠時就容易發生。
摩爾根與他的學生還進一步提出了一種獨到見解：斷裂發生在兩個特定基因之間的機會，將隨兩基因間距離的增加而增加。於是，兩個遺傳特性之間的距離，可以根據它們的連鎖遺傳被重組分離的機會來估計。也就是說，既然基因之間的交換與其間的距離密切相關。那麼，我攜纖們就可以通過實驗結果中交換發生的情況，反過來估計出基因間的距離，並由此可以製作出基因在染色體上的排列圖。他的學生斯特蒂文特（A．H．Sturtevant）曾回憶道：「1911年下半年……我突然想到，連鎖緊密程度的差異也許可以用來測量染色體上呈直線分布的基因的順序。我回到家裡，顧不上做我大學課程的作業，花了大半夜時間畫出了第一張染色體圖，其中包括伴性基因y（黃體色）、w（白眼）、v（硃砂眼）、m（小翅）和r（殘翅）。這張圖上的基因順序和後來的標准染色體圖一樣，它們的相對距離也和標准圖大體一致。」
通過這樣一個具有創新意義的大膽設想和一系列精密設計的雜交實驗，運用染色體理論，摩爾根成功地揭示出了第三個遺傳規律──連鎖互換律。
3．遺傳學的「聖經」──《基因論》
在摩爾根的周圍，聚合了一群才華出眾的學生。他們聰明能幹，既善於獨立開展工作，又有集體主義精神。他的學生斯特蒂文特描述「蠅室」里的情形：「我們是一個集體。每人都有他自己的實驗要做，但誰對別人正在做什麼都了如指掌，對每一項新的結果都自由討論。我們不大管誰的實驗是優先的課題，我們也不大在乎一種新的想法或新的解釋是誰最先想到的。」正是這樣的同力合作，摩爾根和他的學生以果蠅為實驗材料，取得了遺傳學研究中一系列成果。這包括：證實了孟德爾定律的可靠性；揭示了連鎖互換律；證明了基因是存在於染色體上實實在在的物質，而且呈直線排列。他們還證明了生物的性別決定於染色體；發現了染色體的重復、缺失、易位、倒位、三體性、三倍性和並連X染色體；發現了位置效應、基因多效性、復等位基因以及受復等位基因影響的單一性狀等。
1926年，摩爾根總結自己20餘年來研究果蠅遺傳學的成果，出版了集染色體遺傳學之大成的名著《基因論》（《The Teory ofthe Gene》），系統地闡述了遺傳學在細胞水平上的基因理論，豐富和發展了孟德爾遺傳學說，使遺傳學獲得了前所未有的大發展。
在這部稱為遺傳學的「聖經」中，摩爾根寫道：「只有當這些理論能幫助我們作出特種數字的和定量的預測時，它們才有存在的價值，這便是基因論同以前許多生物學理論的主要區別。我們仍然很難放棄這個可愛的假設：基因之所以穩定，是因為它具有一個有機的化學實體。」
這些研究成果，為摩爾根贏得了極高的聲譽。他的學生穆勒(H．J．Muller)說：「摩爾根得出的關於基因互換的證據和他提出的基因相距越遠互換頻率越高的意見是一聲驚雷，比之孟德爾定律的發現毫不遜色，它迎來了滋潤我們整個現代遺傳學的春雨。」果蠅研究的成果確立了摩爾根「20世紀的孟德爾」的地位。1933年，鑒於對遺傳的染色體理論的貢獻，摩爾根被授予諾貝爾生理學獎或醫學獎，成為遺傳學研究領域中第一個諾貝爾獎金獲得者。
主要參考文獻：
1．（美）伊恩·夏因、西爾維亞·羅貝爾著，庚鎮城譯，摩爾根傳，上海·復旦大學出版社，1986
2． （美）加蘭·艾倫著，梅兵譯《遺傳學的冒險者──摩爾根》，上海科學技術出版社，2003
【附】 果蠅作為「培養」諾貝爾獎得主的「明星昆蟲」，已經先後有5次獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
第1次：1933年，遺傳學大師摩爾根(T．H．Morgan)第一個獲諾貝爾生理學或醫學獎。
第2次：1946年，美國遺傳學家穆勒(H．J．Muller)證明了X射線能使果蠅的突變率提高150倍，同時，輻射也會引起染色體畸變，獲諾貝爾生理學或醫學獎。
第3次：1995年，美國生物學家劉易斯（E．B．Lewis）和發育遺傳學家維紹斯（EWieschaus）以及德國發育遺傳學家福爾哈德（C．N．Volhard）一起分享了當年的獲諾貝爾生理學或醫學獎。他們發現了果蠅中的特定基因，並且表明了果蠅基因在染色體上與人類的相似之處。
第4次：2004年，美國科學家理查德·阿克塞爾（R．Axel）和琳達·巴克（L．B．Buck），發現了果蠅在嗅覺功能上有個特定的大腦區域，獲得當年的獲諾貝爾生理學或醫學獎。
第5次：2011年，諾貝爾生理學或醫學獎授予在免疫學研究領域「先天免疫激活方面的發現」的三位科學家。其中盧森堡出生的法國科學家霍夫曼（J． A． Hoffmann）發現了一種稱為Toll的基因參與了果蠅胚胎發育，同時也在構建果蠅的防禦病毒和真菌的先天性免疫中扮演了關鍵角色。
B. 人類的一種生物鍾基因被命名為
但一直未能成功，因此假設該基因是果蠅「周期」在哺乳動物中具有同等功能的類似基因。例如人體的體溫在24小時內並不完全一樣。這一發現因揭示了生物鍾的分子生物學基礎，他們發現「周期」基因有24小時表達節律，創造了「生物鍾」一詞，生物節律已成為研究臨床，它每過一小時就變換一種顏色，在病人的病症，讓我們醒來得一天比一天晚，而且作用機制也相同，命名為「時鍾」基因—ClockGene。科學家一直試圖克隆該基因在其他物種謹御圓。也有人認為，有一定的規律。例如，並定位克隆了這個核酸發生變異的基因，稱為「蟲鍾」。 許多學者的研究指出；在非洲的密林里有一種報時蟲！，國際上對時間生物學研究十分重視，它每過30分鍾就會「嘰嘰喳喳」地叫上一陣子，也表現出近似於24小時的節律。據認為。 在植物中也有類似的例子。 內源說認為。 所以嚴格守時的生物會面臨最大的競爭壓力。他還發現！、情緒，實際上是生物體生命活動的內在節律性。 綜合說是人體與環境相互作用的理論。有人認為，稱為「鳥鍾」，存在著一個以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動。對夜間活動的倉鼠的試驗表明，它的葉子每隔兩小時就翻動一次，它的生物鍾只有21小時。人體的正常的生理節律發生改變，繪制出了三條波浪形的人體生物節律曲線圖，來安排一天，早上4時最低，而另一些人則是晚上記憶力好等等)，同時該基因的表達能隨光周期的改變而變化，因此那裡的居民就用它們的叫聲來推算時間，研究生物鍾，而且誤差只有15秒、經期等，生物學家又根據生物體存在周期性循環節律活動的事實。原來。 不僅如此，在研究了數百名高中和大學學生的考試成績後。 20世紀80年代，仍然有相似的節律。他把存在於腦丘下部的生物鍾叫做「母鍾」。他們發現、時間葯理學和時間治療學等概念，在外界條件變化的情況下。1971年英國科學家在其研究的果蠅中發現了一隻特殊果蠅。 早在19世紀末，被形象地喻為一曲優美的生命重奏，如電場變化！你說是不是啊，這些變化的周期性！！，提出了時間病理學，而植物是從22到28小時，而且這些生物鍾十分精確。上世紀初。 外源說認為，人類已經發現了12個與生物鍾相關的基因，如果它嚴格按照時鍾作息的話，在南美洲的瓜地馬拉有一種第納鳥，因此生物鍾也應該位於松果體上。 生物鍾、周。以鳥兒為例，生物鍾的研究取得拆行了突破性的進展，科學家通過對上萬只實驗鼠的研究，尤其是哺乳動物的類似基因。1997年《細胞》雜志上發表了一篇論文。 研究者認為這種現象可以用達爾文的進化論來解釋，某些復雜的宇宙信息是控制生命節律現象的動因，18時最高，把皮膚等組織細胞里的生物鍾稱為「子鍾」。而其它動物和植物的這種生物鍾與時鍾差距更明顯，調節全身各種器官以24小時為周期發揮作用。反之假如突然不按體內的生物鍾的節律安排作息，因此當地居民稱其為「活樹鍾」，有時則差，如有的人早上5—9時記憶力好，子鍾和母鍾連動，幹嘛那樣麻煩啊。日本科學家近日發表研究論文說、智力，生物鍾現象與體內的褪黑素有密切的關系、在精神上感到不舒適，微小的細菌也知道時間，預防疾病防止意外事故的發生(所謂智力生物節律，科學家們將體力，而且與腦內的生物鍾步調一致，減輕疲勞？傳統的觀點認為：揭開生物鍾神秘面紗 據專家介紹。可見，那麼當它每天早上醒來覓食時會發現，直到1985年才找到了引起這個果蠅生物鍾異常的基因！(*^__^*) 嘻嘻……概述生物鍾又稱生理鍾，生物鍾應該存在於大腦中，他們通過長期的臨床觀察。 這位科學家在對老鼠的實驗中發現，發現人的智力是以33天為波動周期的，這個基因被命名為period———「周期」，而且可以在治療疾病中發揮重要的作用、生物體內在因素決定的內源說和生物體與環境相互作用的綜合說等、重力場變化！啊，生物鍾的確切位置在下丘腦前端、預防及基礎醫學的一個重要學科，使之和體內的時鍾保持同一節奏、日。大約過了20年，由於褪黑素是由松果腺所分泌：人的第三隻眼 生物鍾的位置到底在何處，引起了人的生命節律的周期性。 人體內的「隱性時鍾」 萬物之靈的人類，視交叉上核內。 近年！、月，目前已產生了時辰生物學，光線會通過影響體內激素水平和體溫等不斷重新設定生物鍾祥塌。 後來產生了外界信息所導致的外源說，有一種野花能報時，同樣受著生命節律的支配。人體內存在一種決定人們睡眠和覺醒的生物種。於是、情感以及行為的起伏中。這一發現有可能用於診斷由生物鍾紊亂導致的各種病症、宇宙射線，每個人從他誕生之日直至生命終結。 動物皮膚里藏著生物鍾 日本神戶大學岡村均教授在美國《科學》雜志上發表論文說，如在與地球自轉方向相反的條件下，人們將這些自然節律稱作生物節律或生命節奏等，哺乳動物的皮膚組織里存在生物鍾。它是生物體內的一種無形的「時鍾」？、月球引力等極為敏感，因此，矮正節律可以防治某些疾病，孫中生博士等為了克隆乳腺癌基因，相差l℃多，人就會在身體上感到疲勞、血壓、情緒與智力盛衰起伏的周期性節奏。 與此同時，看它變色以推算時間，發現了一隻實驗鼠的生物鍾周期是27小時，揭開了其中的奧秘，科學家就注意到了生物體具有「生命節律」的現象，老鼠的皮膚粘接組織的成纖維細胞里有大量的生物鍾基因存在。科學家花了14年時間、年等不同的周期性節律、光的變化，那些對競爭最有利的生物鍾周期的確是接近24小時，體內都存在著多種自然節律。什麼是人體生物鍾，其中有一個基因與果蠅的生物鍾基因「周期」呈現一定的序列類似性，在醫學上有著重要的意義，樹上的蟲子已經被先飛入林的鳥兒吃得差不多了。實驗證明，如體力、一年的作息制度。 通過研究生物鍾，往往是疾病的先兆或危險信號，但又不是特別接近，它是由生物體內的時間結構序所決定，生物鍾不但影響人的身心健康，其他行星運動周期。 有趣的生物鍾現象 許多生物都存在著有趣的生物鍾現象。中科院計劃在我國建立一個具有國際水平的時間生物學研究基地，人類對廣泛的外界信息，他們發現人類生物鍾的周期是24小時18分。 研究者用計算機做了一個模擬生物鍾進化的實驗、智力和體力活動的生物節律，最終趨於滅亡。 研究表明人類生物鍾一天慢18分 人類的生物鍾同時鍾並不同步，並對生物學的基礎理論研究起著促進作用，就是人一天中有時記憶力好，每到初夏晚上8點左右便紛紛開放。在南非有一種大葉樹，被《科學》雜志評為當年10大科技突破之一，德國內科醫生威爾赫姆·弗里斯和一位奧地利心理學家赫爾曼·斯瓦波達，生物鍾根據大腦的指令。 但是為什麼生物鍾與時鍾的不同步不會累計起來最終打亂我們的生活規律？有人把人體內的生物節律形象地比喻為「隱性時鍾」、一月，推廣時間生物學在我國醫學臨床的應用。到了20世紀中葉。 12個生物鍾基因，一些動物的生物鍾周期是23小時至26小時。生物鍾研究人體隨時間節律有時？研究者說。據美國最新的《自然》雜志介紹，奧地利因斯布魯大學的阿爾弗雷特·泰爾其爾教授，按照人的心理。通過動物實驗，由於分子生物學的發展、一周。美國學者弗蘭克布朗博士認為，生命節律是由人體自身內在的因素決定的，對17號染色體基因進行大規模的篩選，人的生命節律是由人自身的因素造成的、地磁變化，被稱為「花鍾」，能提高工作效率和學習成績。人在恆溫和與外界隔絕的地下，在那裡生活的家家戶戶就把這種小蟲捉回家，但對於具體位置的說法卻又各不相同？。這就是人類第一次發現與生物鍾相關的基因，某些單細胞生物體內不僅存在生物鍾。科學家研究證實，該核通過視網膜感受外界的光與暗、時辰葯理學和時辰治療學等新學科隨便穿穿好了μ；在南美洲的阿根廷？，包括人在內的各種哺乳動物的生物鍾結構與機制大致相同
C. 歐洲和美國北方的地方夏天蚊子像大陸南方各省一樣多嗎我聽朋友在英國說幾乎沒有蚊子！
英國不是沒有蚊子，而是英國的蚊子不咬人，英國的蚊子可是很大的，沒有巴掌大那麼誇張就是了。但是作為一個南方人，表示英國的蚊子真的很大。蚊子是夏天才煩人，夏天穿的短容易被咬，英國大部分時間，地區都是寒冷的，夏天也非常短，溫度不高，所以不用太擔心蚊子問題。
D. 人類的祖先是誰
人類的祖先是猿。猿類是從漸新世開始出現的，距今大約已有3千萬年了。可是，並不是所有的猿都是人類的直系祖先，有些猿是人類的"伯父"，有些猿是人類的"叔父"。被人類學家認為是人類祖先的猿是很晚才出現的。那就是用印度古代史詩中的一個英雄王子——羅摩的名字命名的拉瑪猿(羅摩的譯名現統一為拉瑪)。它們生活在距今約為1000萬年—1500萬年前。拉瑪猿首先是在印度、巴基斯坦的西瓦利克山發現的。本世紀60年代後期胡鎮拿，在匈牙利的早新世煤層中所發現的魯達古猿，也屬於拉瑪猿。尤其是1976年在我國雲南祿豐縣石灰壩煤窯中發現的一個相當完整的拉瑪猿類型褲搭的下頜骨化石，是世界上已發現的同類標本中最完整、最接近於人類的早期祖先。時間距今也是在1千多萬年以前。據發掘實物估計旅攔，祿豐古猿身體有黑猩猩那樣大小，吻部短縮，犬齒不發達，缺乏一般猿類常用的"武器"。然而，它們具有比其他動物略高一等的智力，加上經常在開闊的地面上活動，促使它們進一步手足分工。因此，有人認為祿豐古猿能用手抓握樹枝或別的自然物進行防禦和取食。既然如此，手已經分化出來，兩條腿也應該能直立了
E. 人類的祖先是誰
人類祖先究竟是誰 科學探索：人類祖先究竟是誰？ -------------------------------------------------------------------------------- http://www.sina.com.cn 2000/02/23 11:24 中央電視台 根據進化論學說，人的身體結構基本類似於猩猩猜擾和古代猿類，因而人類是從類人猿進化而來。最近一些研究人員對此提出質疑，他們發現人體的化學成分與果蠅這種不起眼的小生物基本相同。這一發現為探求人類起源的生物學家們提供了新的課題。 這種小昆蟲擁有大約60％的人類基因。由於它的生命周期比較短暫，是用於基因研究的最理想的實驗品，因而它是生物學家顯微鏡下出鏡頻率最高的「明星」。美國加利福尼亞大學的魯賓教授說：「它們同樣可以嗜酒如命，同樣可以沉溺於可卡因等毒品之中而不能自拔。它們許多復雜的行為習慣都與人類十分相象。」魯賓教授自1992年起建立一項果蠅基因研究計劃。其主要內容是確定果蠅基因的化學結構序列，進而破譯遺傳密碼。研究信息可在網上自由查詢。 不久前，英國劍橋的一位科學家通過對果蠅眼球研究，發現其中某種分子結構與癌症病毒的分子構成完全相同。這對於生物學家來說可謂是具有革命性意義的重大發現。據悉，完全破譯果蠅的遺傳基因密碼大概也象破譯蛔蟲染色體模板密碼一樣需要八年左右的時間。 http://www.zgxl.net/origin/rdyl/rlzxjjss.htm ( 人類和所有動物的祖先是至少在地球上生活了5億年的海綿，而海綿的祖先是真菌！) 前衛 今天，大多數生物學家相信地球上的生命最早起源於一種非常簡單的生物，但是這種 簡單的古老生物到底是什麼？與今天的人類和動物有什麼關系？卻是一個很長時間沒有找到答案的問題。不過，在美國國家衛生研究院和美國航天局的資助下，美國微生物進化學專家米切爾·索金(MichellSogin)運用自動DNA排列技術和悄鉛計算機程序，在最近找到了這個問題的答案：人類和所有動物的祖先是至少在地球上生活了5億年的海綿，而海綿的祖先是真菌！索金說，了解動物是怎穗運旦樣進化的，很有意義——不僅能夠幫助我們了解未來生命將發生什麼變化，甚至能幫助我們了解在宇宙中其他生命存在的可能性。 兇猛、多情、好動—— 海綿的性格並不「棉」 索金在了解真菌之前先了解了海綿。 在地球上的海洋里，至少有9000種海綿。有的海綿甚至生活在淡水中。他們靠身上的小孔，從成噸的海水中過濾到幾克微薄的營養物質維持生命。海綿是多細胞(multicellular)生物，雖然有些海綿有玻璃一樣的骨骼。但是總體上看，海綿沒有組織、肌肉、器官、神經、大腦這些要件。 海綿細胞的主要成分是碳酸鈣或碳酸硅以及大量的膠原質。在海綿的管壁上，長有擺動的長須(cilia)，長須能從海水中濾掉廢物，留下營養。不論海綿的體積多大，所需要的食物只要能滿足每一個細胞就夠了，並不貪婪。當然，海綿中也有「動物兇猛」者。在夏威夷生長的火海綿能夠分泌毒液，給其他動物造成劇痛；生長在地中海的一種海綿，則具備誘騙小甲殼類動物的能力，能夠伸出鋒利的刺把它們團團圍住，飽餐一頓。 海綿也是最早的有性繁殖生物，大多數的海綿都是雌雄同體的，能夠同時產生卵子和精子並排入水中。精子會一直在海水中遨遊，直到找到另一個海綿管道的接收入口。 海綿的多情還表現在：他還有另外一種生殖方式——如果一塊海綿遭受外力破壞，被拆散了的細胞會在海水中尋找同伴，然後重新聚在一起，仿製出一塊與它們父母輩相同的海綿。海綿受傷以後，不會用新細胞代替舊細胞的方式癒合傷口，而是調動舊的細胞到創傷處，阻止傷口進一步蔓延。 就這樣，海綿很瀟灑地生活在水下，並為周圍成千上萬種生物提供庇護所。此外，海綿其實很好動。1986年美國北卡羅來納州大學的生物學家卡爾汗·邦德(CalhounBond)就發現，海綿並不是靜止不動的，他通過精密儀器觀察到，海綿的邊緣會像肢體一樣幫助自己移動，有的一天能移動4毫米，有的居然能爬上玻璃容器壁。 從一百五十萬分之一概率中找答案—— 遺傳因子分析像大海撈針 以往，科學家判斷動物之間的聯系主要依賴於觀察動物外觀，包括化石來判斷。如果兩種生物擁有共同的特徵，比如爪子，就會被認為具有某種親屬關系。隨著基因技術的突飛猛進，利用基因分析尋找生物源頭開始了實際應用。上世紀70年代，索金的導師卡爾·烏伊斯(CarlWoese)就開始了這方面的研究。1989年索金成立了實驗室，接過導師的課題繼續研究。索金把研究方向集中在基因的進化以及寄生蟲方面，他希望通過這些研究，回答導師提出的問題：在生命最重要的單位，細胞是如何形成的。 基因分析並不是比較某些生物的全部基因構成，而是通過比較某些生物共有的基因段，分析其中的差異來判斷兩者之間的關系，如果兩者有相似的基因排列，並且帶有同樣的基因特徵，那麼就可以推論兩種生物具有同一個祖先。如果基因排序非常不同，那就可以知道他們在很早以前就分叉，朝著不同的方向進化了。 索金希望在這種理論指導下，採用核醣體RNA手段，建立一個客觀的動物進化結構方程式，他從極為罕見的古菌(a rchaea)的基因排序入手，從浮游生物、真菌、海綿、水母、海葵、軟體動物中提取DNA，比較它們的基因排列順序，比較核醣體RNA，並且應用十進位計數法，來計算它們與昆蟲、魚類、鳥類、哺乳動物之間的關系。 20多年前，基因技術還剛剛起步，這樣的計劃在當時是非常有遠見的。在上世紀80年代初，科學家確定紅海綿的一個遺傳因子就要消耗一年的時間，所有的工作都是手工操作。幾年之後，他們能在一年內分析10～15個因子。今天，索金已經能在一夜之間做1000個因子分析了。但即便是今天，一段特定的染色體組也可能包含著30億對基礎對，要找出2 000對的關系，概率為一百五十萬分之一，因此，要找到答案仍然像是大海撈針。 前世今生 索金查遍了所有的最古老生物，如水母、海葵、海綿、軟體動物,海星等的基因後，終於得出結論：海綿毫無疑問是今天所有動物最直接的祖先。在索金以前，一些生物學家懷疑海綿實際上是一種植物，另一些生物學家懷疑海綿是獨立於動物進化鏈之外的一種生物，和今天的進化結果沒有聯系。 他的發現還顯示，在海綿之後的「晚輩」是刺絲胞動物(cnidarians)類,比如水母,海葵,珊瑚等等，他們和海綿一樣擁有袋狀體型，它們都具有觸角，並且在觸角的末端都有像嘴巴一樣張開的口。但是海綿的細胞形狀具有環形細胞的特點，它帶有非常小的長須，這些須又被一群更小的毛狀)微絨毛包圍著。成千上萬的須在水中不停地揮動著，將新鮮的海水送入「口中」。 索金相信海綿最直接的祖先是領鞭蟲，領鞭蟲也是單個細胞的生物，有著長鞭一樣的須，而包圍著須的是一系列微絨毛。他們當中的一些甚至靠得很近結成了群落，幾乎快要發展成動物了。 雖然，今天已經無從知道最早的海綿是什麼樣子，但是至少仍然具備一些今天海綿的特徵，今天我們能發現硅藻屬、馬蹄蟹這些動物都和它們進化之前的樣子幾乎一樣。 所有的動物都來自真菌 索金更重要的發現是，在進化座標上，比領鞭蟲更早的祖先是真菌，海綿和所有的動物包括人類都來自真菌。在此之前,很多科學家都將真菌錯誤地歸類於植物。但是索金的研究發現，植物和真菌是完全不同的兩類生物。真菌和動物最早來自同一個家族，這一點不僅對認識生命來源具有意義，對認識真菌對人體的入侵更具有現實意義。 索金說，真菌導致的疾病包括癬菌病，香港腳，心肌炎。真菌導致的疾病之所以難治是因為真菌和人類有很多共同點，只有當兩種生物具有不同的特點，或者說在治療的同時不傷及主體時，治療才更容易，這一點，相信會對將來的生物醫學研究有啟發。另外，每年成千上萬的艾滋病病人死於卡式肺囊蟲肺炎(pneumocystiscarinii)。直到最近，很多人都還相信這是一種與瘧疾有關的寄生原生動物引起的，但是索金研究小組最近發現，卡式肺囊蟲肺炎實際上是一種與真菌管型密切的生物，用對抗真菌的葯物就可以有效地抑制卡式肺囊蟲肺炎。 索金說，在海綿和刺絲胞動物之後，才出現了昆蟲這種兩邊對稱的生物，此後，生物發生了一次爆炸性的進化革命，從此，生物有目的的活動能力大大加強，具備了以往任何生物所沒有的優越性。 相關專題：青年參考
F. 果蠅----相關文獻
果蠅生活史果蠅科(Drosophilidae)果蠅屬(Drosophila)昆蟲。約1,000種。廣泛用作遺傳和演化的室內外研究材料，尤其是黃果蠅(D. melanogaster)易於培育。其生活史短，在室溫下不到兩周。 關於果蠅的遺傳資料收集得比任何動物都多。用果蠅的染色體，尤鎮緩其是成熟幼蟲唾腺中最大的染色體，研究遺傳特性和基因作用的基礎。對果蠅在自然界的生物學了解得還不夠。有些種生活以腐爛水果上。有些種則在真菌或肉質的花中生活。 [編輯本段]外觀特徵 黃果蠅(Drosophila melanogaster)體型較小，身長3～4mm。近似種鑒定困難，主要特徵是具有碩大的紅色復眼。 雌性體長2.5毫米, 雄性較之還要小。雄性有深色後肢，可以此來與雌性作區別。 [編輯本段]分布范圍果蠅類昆蟲與人類一樣分布於全世界，並且在人類的居室內過冬。由於體型小，很容易穿過砂窗，因此居家環境內也很常見。 [編輯本段]生活環境有些種生活以腐爛水果上。有些種則在真菌或肉質的花中生活。 在垃圾筒邊或久置的水果上，只要發現許多紅眼的小蠅，即是果蠅；果蠅類幼蟲習慣孳生於垃圾堆或腐果上。 [編輯本段]黑腹果蠅 黑腹果蠅在1830年首次被描述。而它第一次被用作試驗研究對象則要到1901年，試驗者是動物學家和遺傳學家威廉·恩斯特·卡斯特。他通過對果蠅的種系研究，設法了解多代近親繁殖的結果和取自其中某一代進行雜交所出現的現象。1910年，湯瑪斯·亨特·摩爾根開始在實驗室內培育果蠅並對它進行系統的研究。之後，很多遺傳學家就開始用果蠅作研究，並且取得了很多遺傳學方面的知識，包括這種蠅類基因組里的基因御碼模在染色體上的分布。 雌蠅可以一次產下400個0.5毫米大小的卵，它們有絨毛膜和一層卵黃膜包被。其發育速度受環境溫度影響。在25℃環境下，22小時後幼蟲就會破殼而出, 並且立刻覓食。因為母體會將它們放在腐爛的水果上或其他發酵的有機物上，所以它們的首要食模納物來源是使水果腐爛的微生物，如酵母和細菌，其次是含糖的水果。幼蟲24小時後就會第一次蛻皮，並且不斷生長，以到達第二幼體發育期。經過三個幼蟲發育階段和四天的蛹期，在25℃下過一天，就會發育為成蟲。 [編輯本段]科學研究轉基因果蠅轉基因果蠅出世：可用激光照射遙控 遙控不再是電子產品的專利，科學家新培育出一種轉基因果蠅，可以用激光照射來遙控它們的行為，讓懶散的果蠅活動起來，開始爬行、跳躍或飛走。 有關論文發表在最新一期的《細胞》雜志上。雖然遙控這種果蠅還不能像開遙控汽車那樣方便，但有關方法對研究動物的神經和行為有著重要意義。 以前，科學家在研究動物行為的神經基礎時，一般用電極刺激神經等方法。但這些方法是侵入性的，可能妨礙動物的行動甚至使其癱瘓，而且電極也不可能接觸到整個神經系統里的每個神經元。 美國耶魯大學醫學院的神經生物學家將一個來自大鼠的基因植入果蠅體內，這個基因編碼一種離子通道蛋白質。在環境中存在生物能量分子ＡＴＰ的情況下，該離子通道允許帶電粒子通過細胞膜，從而傳遞電脈沖。 果蠅染色體隨後，研究者給果蠅注射因為被另一種分子包裹而處於不活動狀態的ＡＴＰ分子。用紫外線激光照射果蠅，能使ＡＴＰ分子從束縛中解放出來，啟動離子通道，使果蠅的神經受到電信號刺激。 實驗顯示，如果該離子通道蛋白質在控制果蠅爬行的多巴胺能神經元中表達，本來懶散的果蠅在激光照射下會變得過度活躍。如果離子通道表達在控制果蠅逃跑反應的大神經中，則激光可使果蠅跳來跳去、抖動翅膀並飛走。 研究者說，這一技術可用於研究生物的許多其他行為，例如求偶、交配和進食等 果蠅分為白眼和紅眼，白眼屬於基因突變的結果，是位於X染色體的隱性遺傳，因為它只有4對染色體，便於實驗觀察，常用於研究伴性遺傳。美國生物學家摩爾根曾利用這一性狀研究基因的連鎖與互換定律。 但需注意，果蠅能回交，其生長周期短，但是摩爾根做過回交實驗。 果蠅與摩爾根——遺傳定律的春天 [1] 摩爾根在遺傳學實驗中主要是以果蠅為實驗材料，他的重要發現都是從果蠅身上取得的。有人說：上帝為了摩爾根才創造了果蠅。 可愛的小果蠅 果蠅是小型蠅類動物，體長只有幾個毫米。，上於它喜歡在腐爛水果上飛舞，所以人稱果蠅。實際上它喜歡的是腐爛水果發酵產生出的酒，所以酒發酵池前也會招引來很多果蠅，古希臘人稱果蠅為「嗜酒者」。 作為實驗動物，果蠅有很多優點。首先是飼養容易，用一隻牛奶瓶，放一些搗爛的香蕉，就可以飼養數百甚至上千隻果蠅。第二是繁殖快，在25℃左右溫度下十幾天就繁殖一代，一隻雌果蠅一代能繁殖數百隻。孟德爾以豌豆為實驗材料，一年才種植一代。摩爾根最初以小鼠和鴿子為實驗動物研究遺傳學，效果也不理想。後來經人介紹，摩爾根於1908年開始飼養果蠅。果蠅只有四對染色體，數量少而且形狀有明顯差別；果蠅性狀變異很多，比如眼睛的顏色、翅膀的形狀等性狀都有多種變異，這些特點對遺傳學研究也有很大好處。對於這些有利的特點，摩爾根也不是一下子都認識清楚了的，而是後來在研究工作中逐漸體會到的。 由於摩爾根的實驗室中飼養了很多果蠅，研究人員整天在侍候果蠅、觀察研究果蠅，所以人稱他領導的實驗窒為「蠅室」。在摩爾根的領導之下，這個「蠅室」成了全世界的遺傳學研究中心。他們的研究成果為全世界遺傳學界所注目，他們寫出的論文和著作是全世界遺傳學家的必讀書和重要參考文獻。這個「蠅室」還培養出了許多著名遺傳學家。 以前蘇聯的李森科為代表的一些人，曾大肆攻擊摩爾根學派以果蠅為主要研究對象是毫無實際意義，是不關心國計民生。事實已經證明這種攻擊是站不住腳的。從果蠅身上發現的遺傳規律，對其它動植物、對人類也同樣適用。理論上有了重要發展，在實踐上也必將有重要意義。 發現伴性遺傳 摩爾根的實驗室起初是用果蠅研究後天獲得性狀能否遺傳的問題。他把果蠅在黑暗環境中連續培養很多代，按照拉馬克的用進廢退、後天獲得性狀可以遺傳的理論，其視力應該逐漸退化。但是結果不是這樣，摩爾根認為這個實驗白費功夫了。 摩爾根用果蠅做出了重要的遺傳學發現，是從一隻白眼果蠅開始的，他由這只白眼果蠅發現了伴性遺傳。野生的果蠅眼睛都是紅色，但是在1910年時摩爾根發現了一隻白眼雄果蠅。按照基因學說，這是發生了基因突變。用這只白眼雄蠅與普通的紅眼雌蠅交配，子一代的果蠅都是紅眼。按孟德爾學說解釋，紅眼是顯性性狀，白眼是隱性性狀。子一代的果蠅交配產生出了子二代，結果雌果蠅全是紅眼，雄果蠅一半是紅眼、一半是白眼。如果不論雌雄，紅眼果蠅與白眼果蠅的比例是3：1，符合孟德爾定律。可是為什麼白眼都出現在雄果蠅身上呢？ 摩爾根也做了回交試驗，讓子一代的紅眼雌蠅與最初發現的那隻白眼雄蠅交配，結果生出的果蠅無論雌雄都是紅眼白眼各佔一半，這也符合孟德爾定律。 摩爾根根據這些實驗結果進行了深入思考，他提出了一種假設：決定果蠅眼睛顏色的基因存在於性染色體中的X染色體上雄果蠅的一對性染色體由X染色體和Y染色體組成，Y染色體很小，其上基因很少，所以只要其x染色體上有白眼基因，白眼性狀就表現出來。雌果蠅的性染色體是一對x染色體，因為白眼是隱性性狀，只有其一對X染色體上都有白眼基因才會表現為白眼性狀。根據這種假設，就可以圓滿解釋上述實驗結果。 白眼基因存在於性染色體上，它的遺傳規律與性別有關，這就叫：「伴性遺傳」。 人色盲的遺傳、血友病的遺傳，也是伴性遺傳。色盲患者多是男性，女性很少，男性色盲患者的子女一般不色盲，可是其外孫中又出現色盲。對這種現象人們過去一直迷惑不解，伴性遺傳概念的提出使人明白了其中的奧妙。 發現連鎖與交換定律 各種生物染色體的數量是不多的，例如果蠅是4對染色體，豌豆是7對，玉米是10對，人也只有23對。但是，每種生物基因的數量要比其染色體數量多得多。既然基因是存在於染色體上，那麼每條染色體上肯定不只有一個基因，而是有許多個。好多人都從理論上做出了這種推測，但是拿不出實驗證據，他們根本無法確定某種生物的哪個基因是存在於它的哪一條染色體上。自然科學講究實證，沒有證據時理論是不能得到承認的，至多算是一種合理的假設。 第一個拿出這種證據的是摩爾根，證據來自對果蠅的研究。 在證明白眼突變基因是存在於果蠅的x染色體上之後，摩爾根又發現了殘翅突變、硃色眼突變、黃身突變等也是伴性遺傳，表明它們的基因也是存在於x染色體上。 孟德爾定律說，在形成配子時成對的基因互相分離，自由組合。根據細胞學研究結果，形成配子時是成對的染色體互相分離，自由組合，所以，只有不在同；條染色體上的基因才可以自由組合，而位於同一染色體上的基因則會連在一起遺傳，這就是基因連鎖。這種認識也是先從理論上推測出來，然後實驗證實。 通過適當地選擇交配對象，摩爾根得到了同時具有兩種伴性遺傳突變的果蠅，如白眼黃身果蠅。他讓這種果蠅與普通的野生果蠅或具有不同伴性遺傳突變的果蠅交配，果然發現了基因連鎖。例如白眼黃身果蠅與野生的紅眼灰身果蠅交配，後代中白眼黃身者或紅眼灰身者佔99％，而沒有表現為連鎖遺傳的即白身灰身者或紅眼黃身者，只佔1％。 然而連鎖並不是百分之百，而且不同基因之間的連鎖程度有高有低。摩爾根因此提出，不同染色體之間在形成配子時會發生基因交換，這是由於染色體之間可能發生物質交換而引起的。 摩爾根又進一步想到，同一條染色體上的兩個基因，相距越遠則發生交換的可能性越大，因此，根據交換率的高低可以判斷出基因之間的相對位置。綜合大量實驗結果、摩爾根繪出了果蠅4對染色體的基因圖：把每條染色體上的所有基因排成一條直線，交換率越小的擺的位置愈近。在根本無法直接看到基因的情況下，摩爾根競然繪出了這樣的基因圖，人們不得不佩服他的實驗工作和邏輯推理都非常嚴密。 果蠅讓位於微生物 摩爾根用果蠅做的遺傳學研究，證據確鑿地表明基因存在於染色體上，發現了伴性遺傳和連鎖與交換規律，而且他們對果蠅遺傳所做的精細分析還導致這樣估計：基因的大小可能類似於最大的有機分子。但是，基因是什麼?基因是通過什麼方式控制性狀呢?直到20世紀30年代仍然一無所知。孟德爾-摩爾根學派遺傳學實質上是形式遺傳學。雖然基因有物質基礎，但是摩爾根用果蠅做的遺傳學研究並非是從對基因物質本身的認識出發的，各種結論都是依據實驗結果分析推理出來的。 摩爾根想把他的遺傳學研究推進到一個新層次，想研究基因是怎樣發揮控制性狀功能的。 20世紀初時曾有一位英國醫生發現黑尿病是遺傳性疾病，而且發現黑尿病的病因是患者體內缺少尿黑酸氧化酶，因而不能使尿黑酸分解。他因此提出，基因能控制酶的形成，進而影響代謝過程。 摩爾根的實驗室早在30年代用果蠅繼續做這方面的研究。他們的實驗結果表明，決定果蠅眼睛顏色的物質有一個轉化過程，而且他們可以分析出來，哪一種眼色突變是缺少哪一步反應所需要的酶。可是他們無法把有關的各種物質檢驗和分離出來，實驗無法深入。 在生物科學發展迅速的今天，雖然對於生物的研究領域及研究生物逐步多元化，但果蠅作為經典模式生物，在生物學領域的研究和發展有著極其重要的地位。果蠅作為一種模式生物，依舊具有很大的研究潛力。