作者waysing (星空)
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标题转贴文章-玉米田里的异类遗传学家:芭芭拉·麦克林托克
时间Mon Jan 19 23:24:26 2004
玉米田里的异类遗传学家:芭芭拉·麦克林托克
麦克林托克这位非凡科学家的漫长奋斗生涯史,是一位侪辈眼中特立独行、具宏观灼
见的科学家与一门近年发展一日千里而备受瞩目的科学—遗传学之间的互动。她和遗传学崛
起的时间相当一致,都在本世纪初出生,又在同一时期迈人第一个成熟阶段,共享成功的荣
耀;麦克林托克身为一名年轻的女性遗传学家,当时所挣得的学术知名度,同时代的女人根
本无法想像。可是,在接下来的岁月里,这位遗传学家与遗传学却分道扬镳,往极不同的方
向各自发展;麦克林托克从此隐姓埋名。直至今日,经过三十年的疏离,这两条路线於再度
交叠;而麦克林托克的名字,也重新成为现代生物学者注意的焦点。
麦克林托克在一九五一年发现跳跃基因(正式名称:转位因子〕时,造成很大的冲击
,但是这冲击是负面的。遗传学数十年来的发展,已经确立了基因在染色体有固定排列顺序
的观念。当时麦克林托克说有些基因是可以从一处跳到另一处,而且她的证据又不是直接可
见的,是从一系列非常复杂难懂的实验结果所推演出来的。与听众在技术层面脱节这方面,
麦克林托克与孟德尔的处境很像。但是其他方面就很不一样。在发现转位子之前的麦克林托
克,已经是位杰出的遗传学家,不是当年的孟德尔可比,但是她仍然受到很多攻击及嘲笑。
孟德尔的学说就没有受到排挤,只是被漠视。他所提出的论点,并没有抵触到现有的观念,
只是不知如何与现有知识挂勾。
斯腾特提出一项可能造成科学发现未成熟的因素,就是缺少公开认知。一项新发现鲜
为人知的原因可能是发现者本身就鲜为人知。孟德尔就是个例子。这在资讯传播不发达的时
代特别重要。另一个原因是发现者本身的个性保守,内向或谦虚,因此不善於宣扬。透两点
都不适用於麦克林托克身上。当时她已经是个着名的遗传学家,处在当代生物学重镇的冷泉
港(Cold Spring Harbor Laboratory),她也非常地主动出击(在被泼了几次冷水之前)。
那麽麦克林托克的发现为何会未成熟呢?主要的原因还是它与当代的学问无法挂勾,
以及她与当代的主流生物学家无法沟通。前者虽然也一定受後者影响,但却是属於比较客观
的事实。有时候学术界对一项新发现,的确不知道如何是好。新发现有时不是不对,也不一
定是不重要,而是不知道如何将它嵌入现有知识的墙上。
一九四四年,艾弗里(Oswald T. Avery, 1877-1955)提出DNA是遗传物质的论证,也
不是不为人所知,也没有人说它不重要;但是那时的遗传学家(包括艾弗里本人)好像对
它不知怎麽办才好,不知如何将这发现往下发展,因此有好几年都无法产生影响。这很像一
支大槌子挥击下去,没有承受的东西的话,也是没有冲击。
麦克林托克的转位子是支槌子击到反弹性很强的大铁板。使问题恶化的是麦克林托克
的研究与当代潮流之间的鸿沟。分子生物学的崛起与麦氏的科学事业发展几乎完全平行,而
分子生物学的圣殿刚好是她後半生涯工作地点---冷泉港。
我们可以从这里切入麦克林托克故事所启发的第二个重要课题---她的研究风格与当代
潮流的不同。我想当时分子生物学的鼻祖人物戴尔布鲁克(Max Delbruck, 1906-1981)是
个很好的对比。或许我们可以说,麦克林托克是代表将传统遗传学发挥到极致的末代人物
,戴尔布鲁克则代表将物理学成功引入遗传学的先知。
正当旧式遗传学仍旧局限於用显微镜观察细胞里的染色体和用肉眼观察生物体的表徵
变化的研究瓶颈时,以戴尔布鲁克为首的一群科学家(其中很多物理学家及化学家)挟着二
十世纪新物理学及新化学的辉煌成功的余威,步入传统生物学(特别是遗传学)的领域。他
们坚信,生命现象不但可以用物理及化学原理解释,而且可以用物理学及化学实验技术来研
究。现在回顾起来,这新学问(分子生物学)的成功几乎是不可避免的。在这新潮流的澎湃
发展中,麦克林托克仍一直坚守自己非常「私人的」研究方式,最主要原因可能是她个人的
执着。但是即使是她有心求变,当时分子生物学的技术仍然无法用在像她所热爱的玉米这样
「高等」的生物上。
新兴的分子生物学的技术是非常物理,非常化学的,而且大部分的技术都是一般实验
室可以做得到的,因此非常讲究「再现性」---也就是说,如果你的发现是真的话,那麽借他
人之手应该也可以重新证实这项发现。麦克林托克的玉米研究不是普通人所能够或者愿意
去尝试「再现」的。光光要了解她的研究已经不容易了。相反地,分子生物学的技术不只是
容易了解,而且不停有新的突破。传统的细胞遗传学就没有这种便利。麦克林托克所依赖的
光学显微镜,总是无法突破一千倍放大率的理论极限。
分子生物学的另一特色是它的实质性。基因不再是个数学操演的单位(如在孟德尔的
定律中),也不是个一串链子中的珠珠(在後来的观念中),而是一个有一清二楚化学结构
的分子,因此很多生物学的发现都有实质上的证据,不容置疑。分子生物学家後来在细菌及
果蝇发现转位因子时,就掌握了生物化学的证据。如果当卑麦克林托克掌握有玉米转位因子
的分子印证,她的理论就不会遭受到如此多的非难,而且她的发现会很快他对新遗传学的走
向产生很大的影响。不过这是完全不可能发生的假想,只是提出来比较一下。
麦克林托克的独行侠风格与当时领导分子生物学的「噬菌体集团」的开放作风,也是
强烈的对比。有趣的是两者部以冷泉港为基地。「噬菌体集团」大力积极推动分子生物学的
结果,造成桃李满天下的局面。反观麦克林托克,了解她的人少得可怜,更别谈真正接她衣
钵的。在回顾近代生物学历史的书籍文章中,我们常看到「噬菌体集团」的活动照片,无论
是一群人非常不拘束地挤在斗室中讨论交流,或者坐在草地上晒太阳,或者两位大师打赤膊
翘着腿乘凉,所流露出的人与人之间的活跃自在,又具高度刺激性的互动,是从本书的图片
中所感觉不出的。
我希望没有给读者一种我在贬低麦克林托克成就的错觉。跟孟德尔的情形一样,麦克
林托克没有发明什麽新技术,只是善用现成的工具与脑筋,就能创造出新的局面。尽管整个
世界必须等好几十年才能欣赏肯定他们,这应该不是他们的错,但是损失一定是我们的。
麦克林托克比孟德尔幸运。她於一九九二年去世时,已经九十岁,不但在有生之年看
到自己「未成熟发现」成熟,而且受到肯定,并造成深远的影响。她於一九八三年获得诺贝
尔奖,距离她发表转位子的发现也已经三十二年了。同一年,她所描述的「解离子」(disso
ciator)及「启动子」(activator)转位因子也被分子生物学家分离出来。
注:本文节录自「玉米田里的先知」凯勒(Evelyn Fox Keller)着,唐嘉慧译,天下文化
出版。
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