尋找生命密碼

你是否有過這樣的思考：為什么自己和爸爸媽媽長得那么像？但同樣是父母的孩子，為何你和兄弟姐妹長得又不完全一樣？

除了相貌外，我們還有很多方面與父母相似或不同，這些所表現出的形態特征和生理特性在生物學上叫作性狀。

到底是什么東西掌控著我們的性狀？女媧這只無形的手究竟是什么？

早期的人們也曾思考過上述問題，并提出了很多遺傳理論，其中就有1868年達爾文提出的融合遺傳理論。

什么是融合遺傳？

這種理論認為爸爸和媽媽的性狀都融合在你身上，這就像是一瓶藍墨水與黃墨水倒在一起，得到的混合色就是子代表現出的性狀，這一假說通俗易懂，似乎解釋了我們為何既像爸爸又像媽媽，比如黑白混血兒的膚色就介于父母之間。但現實中很多黑白混血兒膚色與上述推測相悖，因此很多人也對這個理論產生了質疑。科學不是憑空猜測，需要用嚴謹的實驗和事實去證明。

早在1854年，一名神父就精心設計了歷時八年的豌豆實驗去探索遺傳的奧秘。最終他的實驗取得了成功，并從中得出兩條遺傳學的基本規律——分離定律和自由組合定律。他就是被譽為\"遺傳學之父\"的孟德爾。

“遺傳因子\"到底是什么東西？

其實這個問題孟德爾本人也無法回答，“遺傳因子”是他從大量的雜交實驗數據中抽象推理的產物。盡管當時沒有人相信他的理論，但他堅信其一定存在。早在19世紀，科學家們就知道生命的基本單位是細胞，并通過顯微鏡詳細觀察了細胞分裂時的一系列變化，發現在細胞中有一種可以被堿性染料染成深色的物質，故稱其為“染色體”。

美國生物學家薩頓和德國生物學家博韋里各自獨立發現染色體的行為與孟德爾描述的遺傳因子的行為很像，于是猜測遺傳因子在染色體上。而同時代的遺傳學家摩爾根不單單對他倆的猜測表示強烈質疑，而且認為孟德爾的遺傳理論也有問題。但是摩爾根沒有直接去爭論，而是想著“我要做實驗好好打你們的臉”。孟德爾選擇了豌豆，摩爾根選擇了果蠅。隨著果蠅實驗的進行，實驗的結果使他最終信服了“遺傳因子”的猜測和理論，成了孟德爾理論的堅定支持者，并提出了遺傳學第三定律——基因的連鎖互換定律，證實了基因位于染色體上，并呈線性排列。所以我們也應該像摩爾根一樣，用實際行動去佐證我們的觀點。

在之后科學家的大量實驗中，“遺傳因子”的神秘面紗被慢慢揭開。每個人的身體就像一個眾多細胞組成的王國，這些細胞各有各的作用，但都受我們的控制，如果細胞失控那就會變成可怕的癌細胞。于是每個細胞中都有一個司令部——細胞核，里面的DNA攜帶著一些叫作基因的片段，它們就像是下達的命令，決定了細胞的形態和作用，從而決定了我們的樣貌。而這里所說的基因就是孟德爾提出的“遺傳因子”。

基因突變

DNA對生物體的生長和發育起著關鍵作用，生物體也進化出了一些保護和修復機制，盡可能地讓DNA不受損傷。不過，錯誤仍舊時有發生，我們將這種遺傳材料上的可遺傳的改變稱為突變。突變看似是百害而無一利的，但利和害是相對的，環境的改變有時會讓利害反轉。這里我們以鐮刀型貧血癥為例來說明突變的利害，這種病是一類遺傳性疾病，是由于異常血紅蛋白S（HbS）所致的血液病，因紅細胞呈鐮刀狀而得名。這種鐮刀狀的紅細胞容易堵塞毛細血管引起局部缺氧和炎癥反應，導致相應部位產生疼痛。讀到這里，大家可能認為這種突變一定是有害的。而科學家在研究該病時發現，該病最初見于非洲惡性瘧疾流行區的黑種人中，瘧原蟲難以寄生在鐮狀紅細胞中，使其被免疫系統清除，患者反而得以生存。

突變為生物進化提供了原材料，讓這個世界變得豐富多彩。當然除去基因層面，導致生物性狀不同的還有很多其他原因，比如不改變基因序列但是可以遺傳的表觀遺傳。

感興趣的小朋友可以深入了解一些表觀遺傳學的知識。如果只有遺傳，你和父母以及兄弟姐妹都會長得完全一樣，正因為有了突變以及表觀遺傳等的發生，整個世界才變得多姿多彩。

生命的世界遠比我們想象的復雜和有趣，也期待你去親自探索！

知識鏈接

孟德爾認為控制性狀的是一種叫\"遺傳因子\"的東西，在遺傳時互不沾染混合，他提出了顆粒遺傳理論。這一理論與當時盛行的融合理論大相徑庭，沒有人相信這位名不見經傳的神父提出的理論。然而天才的行為往往超越時代，不被理解。