科學(xué)實(shí)驗(yàn)“巧點(diǎn)鴛鴦譜”

大千世界的動(dòng)植物紛繁復(fù)雜、數(shù)量眾多。而這些動(dòng)植物都是由簡(jiǎn)單原始的生物，經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化而來(lái)。

近年來(lái)，科學(xué)家們不斷努力，終于能在較短的時(shí)間內(nèi)，培育出人類所需要的各種新品種。

生物體細(xì)胞的雜交

我們知道，在自然條件下，不同品種的生物是不能進(jìn)行雜交繁殖的，若是硬把不同生物的細(xì)胞放在一起，它們會(huì)互相排斥。然而，國(guó)外科學(xué)家卻做了一些有趣的試驗(yàn)，將不同品種的動(dòng)、植物體細(xì)胞進(jìn)行雜交，獲得了成功。

加拿大華裔學(xué)者高國(guó)楠發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用聚二乙醇為誘導(dǎo)劑，在高pH高鈣的條件下，可以使遠(yuǎn)緣植物進(jìn)行體細(xì)胞雜交。美國(guó)的卡爾松和米爾切，首先把不同品種的煙草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得成功。國(guó)外科學(xué)家用同樣的辦法，已培育出地下長(zhǎng)馬鈴薯、地上結(jié)蕃茄的新作物品種。

科學(xué)家們成功地做過(guò)這樣的試驗(yàn)：把事先經(jīng)過(guò)紫外線照射而激活的副流感病毒作為“紅娘”，放在兩種動(dòng)物的體細(xì)胞之間，由于病毒外殼上的許多突起能放出一種酶，可以使兩個(gè)動(dòng)物體細(xì)胞的膜上的糖蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生水解而融化，并形成一些細(xì)胞質(zhì)的橋，貫通兩個(gè)細(xì)胞，于是，兩個(gè)細(xì)胞連同病毒粒子便融為一體，成為含有兩個(gè)細(xì)胞核的雜交細(xì)胞。

用這種方法，他們把人類的腫瘤細(xì)胞或兔的巨噬細(xì)胞與鳥(niǎo)類的紅血細(xì)胞成功地融合在一起。紐約大學(xué)的格林又把人的正常細(xì)胞和小鼠的體細(xì)胞成功地進(jìn)行了雜交。

兩個(gè)細(xì)胞質(zhì)的融合，可以引起綁胞核中的遺傳物質(zhì)——染色體和基因發(fā)生有趣的變化。例如，兔的巨噬細(xì)胞移入雞的紅血細(xì)胞后，紅血細(xì)胞就具有巨噬細(xì)胞的特征：只能合成RNA，而不能合成DNA。用雞紅血細(xì)胞與人體癌細(xì)胞融合后，紅血細(xì)胞又重新恢復(fù)合成DNA了。小鼠與人體細(xì)胞雜交后，小鼠細(xì)胞核內(nèi)的染色體沒(méi)變化，而人體細(xì)胞核內(nèi)的染色體，卻隨細(xì)胞分裂而逐漸減少。這些情況都說(shuō)明，被移植的細(xì)胞可以代替寄生細(xì)胞的一些特征。

雜交的動(dòng)物細(xì)胞，目前還不能培育出新個(gè)體，但在醫(yī)學(xué)上，可以用來(lái)診斷引起遺傳病的致病基因和染色體。

動(dòng)植物破鏡重圓

遠(yuǎn)在30多億年前，地球上動(dòng)、植物尚未分化，那時(shí)的原始生物，既像動(dòng)物，又像植物。這種生物至今還能找到。例如池塘里的眼蟲(chóng)，體內(nèi)有許多葉綠體，身體呈綠色，能進(jìn)行光合作用，具有植物的特征；同時(shí)，它頭上長(zhǎng)有一根長(zhǎng)長(zhǎng)的鞭毛，身體靠鞭毛擺動(dòng)而移動(dòng)，它還有原始的、能感光的眼睛，有明顯的口和消化道，因此又具有動(dòng)物的特征。

在生物漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，植物(除了寄生種)就專門靠葉綠體的光合作用營(yíng)生，而動(dòng)物則靠主動(dòng)攝取外界的食物而存活，細(xì)胞中原來(lái)的葉綠體也逐漸變成了“能量工廠”線粒體了。

分離了數(shù)十億年的動(dòng)物和植物，能夠重新合成一體嗎?不久前，美國(guó)生物學(xué)家赫曼做了一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)。

他把煙草的體細(xì)胞和公雞的紅血細(xì)胞成功地融合在一起，使它們?nèi)诤系恼T導(dǎo)劑是特殊配制的糖、鹽化學(xué)溶劑。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)有著重要的科學(xué)意義，因?yàn)槿绻麆?dòng)物細(xì)胞獲得了制造葉綠體的能力，那么家畜就有可能依靠光、二氧化碳和水，合成身體所需要的部分營(yíng)養(yǎng)和能量。

在醫(yī)學(xué)上，身體中癌細(xì)胞若能與植物融合，就會(huì)受到身體的排斥，從而被消除。當(dāng)然，植物細(xì)胞與動(dòng)物或人的細(xì)胞雜交能否返祖，成為兼有動(dòng)、植物特征的新個(gè)體，目前還只屬于幻想。

分子雜交前景誘人

細(xì)胞核中的染色體和基因，是生物遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著近年來(lái)分子遺傳學(xué)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，人們已開(kāi)始用改變或移植、嫁接染色體上的基因，來(lái)創(chuàng)造生物的新品種。

例如，有些微生物能產(chǎn)生人體所需要的酶、維生素、藥物等物質(zhì)，如果將這樣的微生物中有關(guān)基因移植到容易培養(yǎng)、又能迅速繁殖的大腸桿菌中，就可以獲得需要的產(chǎn)品。

在農(nóng)業(yè)上，豆科植物的固氮基因引入稻、麥、玉米等禾本科的根系上，這些莊稼就有了固氮能力。

目前，全世界已發(fā)現(xiàn)的人類遺傳病，就有上千種。它們都是南于染色體和基因變異引起的。若是移入正常基因代替病理基因，疾病就有可能治愈。

例如，一種常見(jiàn)的先天性白癡——半乳糖血癥，就是由于能制造分解半乳糖酶的基因發(fā)生變異而造成的。美國(guó)化學(xué)家貝克維斯首先從大腸桿菌中分離出控制糖代謝的基因，這種基因可以使細(xì)胞制造半乳糖酶。之后，又有人利用病毒感染的方法，把這種基因運(yùn)載到人體細(xì)胞核中染色體上，取代了那個(gè)不正常的基因，從而恢復(fù)了細(xì)胞的正常功能，使這種不治之癥得到治愈。這種基因療法，給無(wú)數(shù)因患遺傳病而致殘甚至可能夭折的人，將帶來(lái)福音。

遺傳工程可以根據(jù)需要，將基因進(jìn)行切割、重組或嫁接，構(gòu)成一幅幅生命藍(lán)圖，培養(yǎng)出無(wú)數(shù)優(yōu)異的生物新品種。

不經(jīng)婚配育后代

原始的單細(xì)胞生物，用細(xì)胞分裂的方法繁殖后代，而高等動(dòng)、植物的體細(xì)胞，卻不能自發(fā)地繁殖出新的個(gè)體。這是因?yàn)椋叩扔袡C(jī)體的細(xì)胞在功能上有了高度的分化，繁殖任務(wù)留給生殖細(xì)胞——精子和卵子去完成。

可是，機(jī)體每個(gè)細(xì)胞都有相同的染色體和基因，攜帶著生物個(gè)體的全部生物學(xué)特征，照理說(shuō)，每個(gè)細(xì)胞都可以復(fù)制出與親代一樣的新個(gè)體。人類的克隆技術(shù)就是例證。

可是，在自然界中，由于細(xì)胞分化，各種細(xì)胞核中只開(kāi)放一定的基因活動(dòng)，其他則處于關(guān)閉、停止?fàn)顟B(tài)，所以它們不能繁殖出新個(gè)體。但是，若能想法激活有關(guān)停止了的染色體和基因，體細(xì)胞的無(wú)性繁殖就有了可能。

美國(guó)斯萊特首先用胡蘿卜體細(xì)胞培育出胡蘿卜植株。在此以后，其他學(xué)者用組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)和培育出的植物，計(jì)有3000種以上(其中，木本植物30種以上)。

英國(guó)的格登從蝌蚪身上取下體細(xì)胞，培育出沒(méi)有父親的小青蛙，我國(guó)著名生物學(xué)家朱冼，也培育出“沒(méi)有外祖父的蛤蟆”。美國(guó)科學(xué)家還用未受精的母鼠卵細(xì)胞，培育出沒(méi)有父親的小鼠。

這些實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明，即使是高等生物，也可以用無(wú)性生殖的方法繁殖后代，后代細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)與親代完全一樣，因此所表現(xiàn)的生物學(xué)特征也跟上一代極為相似。

人類能用無(wú)性繁殖的方法延續(xù)自己的生命嗎?撇開(kāi)倫理上的爭(zhēng)論，人們正拭目以待這個(gè)神話般奇跡的出現(xiàn)!