事物发展的最终的原因，不是在事物的外部而是在事物的内部，在于事物内部的矛盾性。任何事物内部都有这种矛盾性，因此引起了事物的运动和发展。——

  1859年9月1-2日，太阳的日冕物质抛射撞击地球磁场，诱发有纪录以来最大的地磁风暴。英国天文学家卡灵顿和霍奇森观测与纪录了太阳的“白光闪焰”。这场风暴造成强烈的极光，并对电报系统导致非常严重破坏。

  与此同时，另一场惊世风暴还在酝酿之中，直到11月24日。达尔文的《物种起源》一书正式在英格兰出版发行，共1250册，当日便销售一空。从那天开始，进化论的风暴快速席卷全球，甚至延续至今。“如果达尔文先生的推论成立，那么这将成为彻底推翻自然史根本原则的革命。”当时的某位评论家写道，“我们大家都认为，对于社会公众而言，他的工作是长久以来最重要的贡献。”

  云飞：达尔文从未来华，却成为思想启蒙者。“物竞天择、适者生存”的思想大异于“鸡犬相闻，老死不相往来”的怡人自得。在救亡图存的时代背景下，不能“逆来顺受”，坐等帝国主义侵吞，使中华民族淘汰灭种。1897年，严复将赫胥黎的《进化论与伦理学》翻译为《天演论》引入中国。梁启超等人成为第一批读者，大感惊奇和兴奋。胡适之名就是从“适者生存”而来。鲁迅在文集《朝华夕拾》中说，在学校生活中最大乐趣是“吃侉饼、花生米、辣椒，看《天演论》”。李大钊、陈独秀也曾发表有关“进化论”的文章，触及公平的观念是如何“演化”的……当然，这些都是后线日，《物种起源》第二版面市两天后，达尔文回到他最初的《自然选择》手稿上,开始扩充第一章和第二章关于“在家养下的变异”的内容。因为代际遗传是进化论的巨大空白，达尔文意识到，遗传的重要性无可替代。虽然达尔文借鉴了毕达哥拉斯的微缩人（泛子）理论和亚里士多德的信息与混合的概念，然后将它们融合在一起打造全新的遗传理论——泛生论，并试图实现对进化论的完美解释。1865年5月，他给赫胥黎寄出了一份手稿，大致描述了“泛生论”。他提出，器官的每一个部分都不停地释放出一种看不见的微粒。达尔文把这种微粒称为“芽”。“芽”可以生出和母体类似的器官。比如说，脚释放的“芽”会生成脚。“芽”可以在器官的周围自由流动，并能通过分裂来增殖。在有性生殖中，亲代的“芽”经过混合后转移到子代，使得子代得以产生亲代双方各自的属性……在随手稿同行的信中，达尔文说：“这是一个草率而粗陋的假说，但对我来说这是一个不小的慰藉，我能用它解释不少事实。” 1867年10月，达尔文向美国植物学家格雷寄出校正后的书样，并附评论说：“我称为泛生论的一章将会被称为一个疯狂的梦，如果您认为这是一个值得出版的梦，我就很满足了。但是我心底里仍然认为其中包含了真理。”这本书就是 《动物和植物在家养下的变异》。在《物种起源》出版后的第9个年头，1868年1月30日，这本厚厚的书开始销售。然而，达尔文很快就从“疯狂的梦”中惊醒。《北英评论》发表了对《物种起源》的评论，指出泛生论的硬伤。印度裔美国医生、肿瘤学家穆克吉在《基因传》中绘声绘色地讲述了这一个故事。如果遗传形状在传代中彼此之间始终遵循混合理论，那么怎么样才可以阻止变异被杂交迅速稀释呢？如果一个白人和一个黑人结婚生子，双方各贡献1/2的基因，那么这个白人或黑人的基因将在代际遗传中呈现幂次级递减，即1/4、1/8、1/16、1/32直至稀释至消失殆尽。如果变异在遗传过程中无法维系，或者说不能让改变的性状固定下来，那么所有这些性状最终都会在混合作用下消失得无影无踪。如果泛生论是对的，那么自然选择岂不成了无稽之谈，达尔文真是搬起石头砸自己的脚啊！

  健客：如果我没记错的话，《物种起源》出版的时候，巴斯德和普歇关于生命来自什么地方的争论还没“发酵”吧。讲了这么多，遗传理论与细菌有什么关系？

  云飞：哈哈，把“发酵”一词用在这里很恰当啊！达尔文的遗传理论虽然是“梦”一场，但梦醒时分，既年轻又神秘的遗传学成为科学宠儿，激励慢慢的变多的人前赴后继。基础研究通过推进人类认知前沿，有时也能解决人类面临的问题；人类面临的问题通过刺激科学研究，有时也能推进人类认识前沿。遗传的科学问题与肺炎的医疗问题合力揭示遗传物质，而细菌又一次成为主角。

  从生物功能的角度诞生了遗传学：1866年，奥地利科学家，天主教圣职人员孟德尔开创遗传学，提出生物的所有性状都是通过遗传因子来传递的，遵守分离定律和自由组合定律。1880年，德国生物学家弗莱明发现了染色体。在1902和1903年，德国遗传学家博韦里和美国遗传学家萨顿分别发表了遗传学说的独立论文，推断单个遗传因子存在于特定染色体的特定位置，并用该理论对分离定律和自由组合定律进行了解释。1910年，美国遗传学家摩尔根及其学生通过果蝇杂交实验证实了染色体是基因的载体，并提出了“连锁与互换定律”，它和分离定律、自由组合定律一道，被称为遗传学三大定律。

  云飞：其实，不论遗传因子还是基因，很久都是神秘的存在，没人知道它是什么，以怎样的方式存在，更不了解它的结构。1909年，丹麦遗传学家约翰森在《精密遗传学原理》一书中提出基因概念，以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。从此，“基因”一词在遗传学中被沿用至今。约翰森还提出了“基因型”与“表现型”这两个含义不同的术语，初步阐明了基因与性状的关系。不过那时的基因仍然是一个未经观察佐证的，仅靠逻辑推理得出的概念。

  云飞：情况是这样的。斯大林导演了宣判摩尔根学派政治死刑的原苏联农科院1948年会议，而导演了为摩尔根学派恢复名誉的1956年青岛遗传学座谈会。会后，摩尔根学派的学者们以一种获得解放的喜悦之情，举杯痛饮，有人甚至喝到酩酊大醉。

  云飞：这人就是谈家祯。1934年夏，赴美国加州理工学院，师从著名遗传学家摩尔根及其助手杜布赞斯基，两年后获得博士学位，他婉拒导师挽留，回国任教于浙江大学，并将“基因”一词首次带入中国。1945-1946年间，他应哥伦比亚大学的邀请，赴美作客座教授。他对嵌镶显性现象的规律作进一步的研究，并在1946年发表了“异色瓢虫色斑遗传中的嵌镶显性”的论文。这些成果引起国际遗传学界的巨大反响，认为是丰富和发展了摩尔根遗传学说。

  在美国哥伦比亚大学任客座教授期间，就听说了原苏联李森科严厉打压摩尔根学派的情况，但还是婉拒了美国同事的挽留，于1948年年底回国。回国后尽管备受压力，但仍然坚持自己的研究方向，甚至被原苏联专家指名道姓特邀作面对面“讨论”时也未放弃自己的观点。这样一位在重压之下仍敢于对原苏联老大哥说“不”的遗传学家的名字给留下了很深的印象。1957年3月，谈家祯作为党外人士代表，出席了全国宣传工作会议，3月13日晚上，受到了的接见。当陆定一把谈家祯介绍给时，显得很兴奋，一边与谈家祯握手，一边以早就有闻大名的口气说:“哦!你就是遗传学家谈先生啊!”而后，讲:“你们青岛会议开得很好嘛!要坚持真理，不要怕，一定要把遗传学研究工作搞起来。”沉思了片刻，又说:“过去我们学习苏联，有些地方不对头。应该让大家搞嘛，不要怕!”由此，开始了一个政治家与一个遗传学家的交往。1957年7月7日，正被人以“反苏言论”为由划为“内定”的谈家桢，突然接到通知，要他去中苏友好大厦参加会议。去后，他才知道，是到了上海，要接见各派负责人和各界代表。一见到谈家祯，就亲切地招呼:“老朋友啦，谈先生!”接着，又风趣而意味深长地说:“辛苦啦，天气这么热，弦不要拉得太紧嘛!”的话，一下子就让谈家祯如释重负。1958年1月5日，又一次接见了谈家祯，他关切地问谈家祯:“要把遗传学搞上去，还有什么障碍和困难?”谈家祯坦诚地讲了所遇到的种种困难，听后沉吟了一会，坚定地说:“一定要把遗传学搞上去，有困难，我们大家一起来解决嘛!”同时接见的还有周谷城和赵超构，大家畅谈到第二天凌晨三点才兴犹未尽地结束。过后不久，专门就帮助解决谈家祯所讲的问题向上海市主要领导作了指示。1961年五一节，在上海同教育、文化、科学界的代表座谈，再次接见了谈家祯。在场的有柯庆施、曹荻秋等上海党政领导人。关心地问谈家祯:“你对搞遗传学还有什么顾虑吗?” 谈家祯答道：“没什么顾虑了。”并说：“我们按照‘双百方针’，两个学派的课程同时开。”接着说:“好嘛，我支持你!你好好于吧!”在场的上海市领导也随之表态：“我们全力支持谈先生在上海把遗传学搞上去!”

  摩尔根学说的核心理论，即生物的遗传与变异由细胞内的基因所决定，开启了分子遗传学时代。原苏联的错误做法导致其农业科学和遗传学长期停滞不前，与发达国家的差距不断拉大，并使其农业生产一直落后于国际领先水平。中国如果照原苏联的模式搞下去，后果不堪设想。幸得拨乱反正，中国的遗传学才重获生机，并且在持续的关怀下得到了相当的发展，快速缩短了与国际领先水平的差距。

  说到袁隆平，这位享誉海内外的“杂交水稻之父”，在青岛遗传学座谈会召开时，还只是一个26岁的年轻中专教师，任教于湖南省安江农业学校。袁隆平在西南农学院读大学期间，正值李森科派“独霸天下”之时，他起初也受这种气氛的影响，按照原苏联的遗传学理论，一次又一次地进行类似于“嫁接”这种“无性杂交”的试验来寻求具有遗传优势的良种。但这些试验结果暴露出与理论的不符，使得袁隆平渐渐改变了思路。1960年7月，他在安江农校实习农场意外地发现了一株长势很好的“天然杂交稻”，袁隆平敏锐地抓住了这一现象，从此转向以分子遗传学为基础，在有性杂交理论指导下，探索高产之路。

  袁隆平并没机会与相见，但他深受《实践论》和《矛盾论》的启发。他突破“自花授粉作物无优势”论的羁绊，除了依靠以观察到的事实为依据，还认识到“内部矛盾是推动一切事物发展的动力，杂种优势就是两个遗传上有差异的品种杂交，有差异才会有矛盾，有矛盾才会出现优势。”“作物有无杂种优势，在于杂交双亲遗传性状有无差异，这是由作物杂种的内部矛盾决定的，而不在于自花授粉或异花授粉的繁殖方式。”从《矛盾论》中的一些话，也许能从中悟出哲学与遗传学的联系：事物发展的最终的原因，不是在事物的外部而是在事物的内部，在于事物内部的矛盾性。任何事物内部都有这种矛盾性，因此引起了事物的运动和发展。事物内部的这种矛盾性是事物发展的最终的原因，一事物和他事物的互相联系和互相影响则是事物发展的第二位的原因。扯远了，马上拉回来。

  从化学成分的角度出现了生物化学：1869年，瑞士生物学家米歇尔，在研究伤口脓细胞化学成分的过程中，首先从白血球的细胞核中，分离出核素。19世纪80年代早期，德国生物学家科塞尔进一步纯化了核素，并发现了其具有高酸性特性。20世纪初，生于俄罗斯的美国生物化学利文提出了核苷酸概念，核苷酸是核酸的基本组成单位，并将核酸细分为核糖核酸和脱氧核糖核酸

  云飞：唉，瞎联想。因为科塞尔已经发现核素是复合物，也就是说染色体主要由蛋白质和酸性物质构成。1889年，德国病理学家奥尔特曼创造了“核酸”一词，专指染色体中的酸性物质。

  时光荏苒。1944年，美国细菌学家埃弗里对肺炎球菌“转化因子”的研究是揭示遗传物质的重要实验，与科学史上的众多研究一样，该实验也是在前人基础上进行的。肺炎球菌有具多糖荚膜的致病菌S型（Smooth,因菌落外观光滑）和非致病菌R型（Rough,因菌落外观粗糙）。荚膜既有不同的构造，又根据免疫反应可以分成I型、II型、III型等类型。

  健客：根据免疫反应分类型，这个我懂，上回讲过霍乱弧菌的血清型O139菌株嘛。

  1928年，在英国卫生部任职的医生格里菲斯对肺炎球菌的致病情况做了研究。当他把加热杀死的S菌株（III-S型）与活的R菌株（II-R型）混合后注射到小鼠体内，尽管它们单独注射都不致死，但是混合后注射，小鼠竟然死亡了！更重要的是，从注射了这类混合物而死亡的小鼠身上分离培养出S菌株，而且与加热杀死的S菌株（III-S型）相同。

  20世纪30年代的遗传学家主要在研究果蝇，而对细菌的遗传不感兴趣。对这样的一个问题感兴趣的是细菌学家和免疫化学家。1930年，格里菲思发表论文2年后，美国洛克菲勒研究所埃弗里实验室的道森和夏实现了肺炎链球菌的离体转化实验，他们在含有抗R血清和加热致死的S菌株的液体培养基中培养R菌株，结果产生了活的S菌株。

  后来，埃弗里实验室的阿洛韦将S菌株过滤，除去一些细胞组分，得到一种无细胞的提取液，并用提取液进行体外转化实验获得成功。但是，道森、夏和阿洛韦并未继续探究，他们倾向于同意格里菲思的观点。例如，阿洛韦在他的论文中写到，能引起细菌特异性转化的粗提液中的活性物质对R菌株起着特殊的刺激作用，这些R菌株获得了能够合成任何类型的肺炎球菌的荚膜多糖的能力。完成上述工作后，道森、夏和阿洛韦先后离开了洛克菲勒研究所。

  1934年，麦克劳德加入了埃弗里实验室，他同埃弗里一起用阿洛韦的办法来进行转化实验。1941年，他们已很有信心地认为转化因子是“核酸”。1942年，麦卡蒂也加入进来。1943年3月，埃弗里首先在洛克菲勒理事会上介绍了他们的实验过程和结果，并于1944年发表了这个经典的实验。他们将S菌株用去氧胆酸盐溶液漂洗数次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀……他们就这样从75升培养物中得到10～25毫克沉淀，然后将沉淀溶于盐溶液制成细胞提取物。

  他们首先用S菌株的细胞提取物与活的R菌株混合进行转化实验，并获得成功。接着，他们将细胞提取物用不同的酶做处理后，再与活的R菌株混合进行转化。具体分这样几组：第一组，细胞提取物用蛋白酶处理，结果能够转化；第二组，细胞提取物用核糖核酸酶处理，能够转化；第三组，细胞提取物用脱氧核糖核酸酶处理，不能转化；第四组，细胞提取物用脂酶处理，能够转化。

  只有脱氧核糖核酸酶能够阻止转化实验，这表明被脱氧核糖核酸酶消化分解的脱氧核糖核酸极可能就是细胞提取物中有活性的“转化因子”。接下来，他们分析了“转化因子”的理化特征：转化因子的分子量很大，分子氮磷比约为1.67，在260 nm的紫外线照射时具有最大的吸收峰值，检测脱氧核糖核酸的二苯胺反应结果是强阳性，检测核糖核酸的苔黑酚检测结果是弱阳性，两种检测蛋白质的方法结果都是阴性等等。这说明转化因子与脱氧核糖核酸极为相似。埃弗里在论文的结尾处写到：“本文提出的证据支持以下观点：脱氧核糖类型的核酸是肺炎球菌Ⅲ型转化因子的基本单位。”

  埃弗里依据这一些实验证据得出上述结论已经有足够的说服力，但是当时科学界一致认为蛋白质才是遗传物质，因此埃弗里在论文中也曾十分谨慎地说：“当然也有一定的可能，这种物质的生物学活性并不是核酸的一种遗传特性，而是由于某些微量的其他物质所造成的，这些微量物质或者是吸附在它上面，或者与它密切结合在一起，因此检测不出来。”

  埃弗里的结论一经发表就引发质疑，主要是：转化因子究竟是脱氧核糖核酸还是和脱氧核糖核酸混在一起的少量蛋白质。他们选择质疑，既与“细胞提取物不够纯”的真实的情况有关，也与当时科学界错误的共识密不可分。列文提出了四核苷酸假说。这个假说认为脱氧核糖核酸链是单调重复的分子。这原因是列文在分析脱氧核糖核酸结构时采用了剧烈的提取方法，破坏了脱氧核糖核酸的结构，导致他将脱氧核糖核酸视作分子量很小的分子。进入20世纪，12种基本氨基酸已被发现，到1940年，其它8种基本氨基酸也被揭示。20种氨基酸为基本单位的蛋白质似乎含有无数复杂且不重复的遗传信息。而埃弗里实验中的细胞提取物含有微量的蛋白质，因此，很多科学家不接受埃弗里的实验结论。

  云飞：比如“噬菌体研究小组”的多位成员，还有埃弗里的同事。这些咱们下回聊。

  虽然埃弗里团队的实验结论未得到学界的普遍认可，但在一些人心中激起了新的研究热情。

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