情有独钟(9)

九

　　这样的安排并不合她的意。到读研究生二年级时，她已经知道她想做的是什么了。在前一年，她受雇于另一位细胞学家担任助手，她发明了鉴定玉米染色体的一种方法，能辨别出每一条细胞染色体——这使得长期从事这个问题研究的雇主感到吃惊。“是的，我发明的这种方法他也可以做，但我在两、三天之内就把它掌握了，而且我干得十分干净、俐落、漂亮。”她的雇主对她的成功有点不高兴。“我从来未想到我从他手里夺走了什么；我甚至连想都没有想过。这是多么令人激动啊，就在这一点上，我们做到了将一条染色体与其它染色体区别开来，而且如此简单！他盯着的地方刚好是错误的，而我却看着另一处。”他们之间的友谊可能完结了，但麦克林托克的事业却开始了。麦克林托克发现自己正“朝正确的地方看”，她打算花几年的时间接着干下去。

　　其时，贝林刚发明了进行细胞学分析的一种新技术，大大地简化了用显微镜研究染色体结构的切片制备方法。对于细胞学研究来说，技术是绝对必要的条件。而在制作细胞制片和染色时，则一切有赖于设计精巧操作谨慎了。贝林对洋红压片方法经过了种种改进，使得它特别适合于研究玉米，并可观察到每一条玉米染色体分裂和复制周期的全过程。

　　染色体在细胞核中。在细胞分裂前期，首先看到染色体变成长细丝。在适合的条件下，可看到这些“丝”沿长轴加倍。这样，每个染色体包括两个半染色体，即染色单体，集结在染色体称之为着丝粒的部位上（或附近）。在整个分裂的第一阶段（前期），染色体变得越来越短、越来越粗，细胞经历了两种类型的核分裂——有丝分裂和减数分裂。虽然它们在开始的时候很相似，却以完全不同的方式进行分裂。

　　在有丝分裂时，细胞通常进行自身复制，核膜溶解，细胞核与细胞质正式分离，前期随之结束（见上图）。在下一阶段（中期），出现纺锤丝结构，从核仁相对的两极幅射状发出；染色体本身附着于纺锤丝上，在纺锤体的中部成线形排列。在这个过程中，着丝粒分裂，这样染色体的分裂就完成了。在第三阶段（后期），两条新的染色体，由着丝粒牵引着，沿纺锤体朝相反的两极移开。最后，在末期，在每组子染色体周围重新形成核膜，生成两个完整的细胞核，每个细胞的染色体同原来的细胞相同。

　　有性生殖的生物体除具有复制正常细胞的机制外，还需要有产生配子细胞的另一机制。配子细胞的染色体不是二倍体，而是单倍体。这一机制是减数分裂。在主要的一些方面，它与有丝分裂不同。正常细胞中的二倍体包括两套同源的染色体，每套来自一个亲本。减数分裂时，每条染色体并不分裂，互补的染色体一起排列着（见上图）。这一接合过程（即联会）发生在前期的中途，即在被称之为偶线期和粗线期的时期。之后，在双线期，每对染色体又稍分开，在染色体组交换染色单体时可看到交叉。（在减数分裂时发生了交叉，这一最基本的核分裂形式对于遗传学家来说是十分重要的）。在前期末，纺锤体出现了，两条互补的染色体象在有丝分裂时那样继续分裂，它们开始沿纺锤丝互相分开。第一次分裂周期之后就是第二次分裂周期，这一次染色体通过纵裂进行复制，结果产生了四个核，每个核的染色体都是单倍体。

　　这些过程和谐而又奇妙，这种奇迹般的配合，使得对分裂本身所进行的染色体动力学的研究引人入胜。但到了二十年代中期，由于人们已普遍接受了染色体是基因的载体这一概念，因此，对染色体的研究就转入象遗传机理研究这些特殊感兴趣的问题上去了。然而，如何在遗传学和细胞学研究之间作出调整却成了大问题。遗传学研究的两种主要的生物材料是果蝇和玉米。虽然果蝇属细胞的每一条染色体现在都已能识别，但它们是这样的小，以致无法辨清它们的结构。

　　可以看到染色体，甚至可以计数，但它们只是“染色体”——人们很可能会把它想象为象“小孩”那样的一窝苗。已知玉米的单倍体有十条染色体。现在、麦克林托克发现她能够辨认每一条染色体了，每一条都给了一个标记——数字，从一到十，从最长的排列到最短的。她发现每条染色体都有独特的形态学特征——长度、形状，以及本身的构造等。有的染色体可以由臂长、在前期沿染色体出现的念珠状的结构模式，以及着丝粒的相对位置而区别开来。在不同的遗传世系中，某些形态特征大不相同，这表明有可能利用这些特征作为特殊遗传特征的标记。特别是可在某个品系的次短的染色体（麦克林托克标为第九对染色体）的一端找到一个明显的、染成深色的结节。在以后做实验时，这些主要的特征将成为测定遗传图的重要标志。

　　作为一个遗传学家，马库斯·罗兹是这样描述这一发现的：
　　现在可用玉米进行详细的细胞学分析，它优于到现在为止
　　所用的任何其它生物。麦克林托克一连好多年发表了一系列
　　非凡的论文，明确地确立了她作为细胞学最重要的研究者的地
　　位。

　　一九二七年，麦克林托克还不满二十五岁。她完成了研究生学业，获得了植物学博士学位，并被聘为讲师。这时，她已明确地制订了下一步的工作蓝图，她还没想到要离开康乃尔：“现在看来我想做的都是一些显而易见的事情，可对当时在康乃尔的遗传学家或植物育种学家来说，却不那么显而易见，这实在令人不可思议。”在果蝇身上，已证实“连锁群”（遗传的基因组）在特定的染色体上。“我想在玉米中做同样的事——记录特定的连锁群，并把它与特定的染色体联系起来。毫无疑问，我所设计的这个方法是非常完美的。因此我留在康乃尔做这方面的工作。”

　　然而，这并不是一件容易的工作，麦克林托克需要帮助。“在当时，有两种不同类型的遗传学家：一类是育种人员，除育种外什么都不干，另一类是从事染色体研究的人。这两种人并不聚在一起，甚至工作的地方也是分开的。”麦克林托克想让他们联合起来，因此她设法与在玉米育种方面比她懂得多的人进行合作。“搞遗传学的人不可能懂得这个。不仅如此，他们认为我这样做是有点疯了。那些同我一起从事研究的人只是些将要陆续退出的人。”所以这很可能影响她的工作进程，但是，“我认为，显然这正是我要干的事，因此没有办法使我停下来，”于是她不得不将另外一半的研究工作也接过来。“一切顺利。我很高兴我这样做了。”

　　麦克林托克具有惊人的和出类拔萃的洞察力。要理解这一点，最好是对一些历史性的事件作一回顾。麦克林托克本人是这样解释的：“细胞学所研究的是染色体和遗传体系之间关系的问题，在当时尚没有找到这个问题的答案。虽然在果蝇中这个问题已解释清楚了，但在其它生物中却还没有得到解释。当然，在以后，这就被认为是理所当然的事了。”根据大多数历史学家的说法，在一九二七年以前的几年，几乎所有的生物学家都接受了遗传的基础是染色体这一观点。而早在这以前十多年，布里奇斯和斯蒂文特就已通过一个有决定意义的实验，对果蝇染色体上的孟德尔因子进行了定位，提出了直接的细胞学的证据。

　　但是，即使如此，就拿果蝇来说，细胞遗传学仍是一门非常年轻的学科。正象早些时候曾指出的那样，果蝇的染色体非常之小，在显微镜下，仅能看到相对来说比较大范围的总的特征。在每一条染色体上都有特殊的遗传标记，其定位的工作现正扎实但又缓慢地进行着。对一些科学家来说，这一工作看来是一次纯属零敲碎打的冗长试验。对其他那些仅仅知道基因具有物质基础的科学家来说，特别是对那些主要兴趣在于培育良种农作物的遗传学家来说，即便这一成果是推理性质的，也已经足够了。

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