現代農業科學的祭奠者

投票推薦 加入書籤 小說報錯

  在農業科學史上,19世紀是一個大豐收的時期。農業科學理論經過幾個世紀的醞釀,在19世紀裡終於取得了突破性的進展,碩果纍纍,精彩紛呈,為現代農業科學的建立奠定了堅實的基礎。這一時期里,湧現出了許多著名的農學家,除了前面介紹過的李比希以外,英國科學家達爾文和奧地利科學家孟德爾,也為現代農業科學作了大量奠基性工作。

  查理·達爾文(1809年~1882年)出生在英國一個牧師家庭里,從小喜歡搜集植物和昆蟲標本。1831年,他從劍橋大學畢業後,以博物學家的身份參加了「貝格爾號」巡洋艦的海上探險。長達5年的環球考察,豐富了他的閱歷,使他大開眼界,獲得了大量生物資料。回國後,他繼續從事動、植物的選種、育種實踐,深入探索其中的規律。

  在長期觀察和研究的基礎上,達爾文得出了這樣一個結論:許多動物繁殖的趨勢,都比可以獲得的食物增長迅速,因此有經常性的生存競爭;而那些生存下來的動物,一定比那些被消滅的動物有更多的優點,更能適應生存的環境;競爭的優勝者生存下來並繁衍後代,這就是自然選擇。生存競爭、適者生存、自然選擇這三點,這就是達爾文生物進化論的基本觀點。

  達爾文提出生物進化理論,經歷了激烈的思想鬥爭。因為他出生在一個牧師家庭,直到青年時代,他一直篤信基督教。《聖經》里說,所有物種都是上帝創造的,都是一成不變的,而達爾文的生物進化論,則正好是對這些神學理論的徹底否定。是相信宗教呢?還是相信科學?達爾文面臨嚴峻的抉擇。後來,他反覆研究了自然選擇的機理,又在大自然中反覆驗證了自己的生物進化理論,終於勇敢地與自己過去的信仰決裂,選擇了科學,於1859年發表了不朽的科學名著《物種起源》,向世人昭示生物進化理論的誕生。正如他在寫給朋友信中所說的那樣:「終於,我面前光芒四射,我幡然領悟到(這與我最初的觀點相反)物種並非是一成不變的。」

  由達爾文的進化論,可以推導出這樣一個結論:自然界的一切生物物種,都是在由簡單到複雜、由低級到高級的長期進化過程中形成的;生物的器官會因多用而進化,少用而退化,即「用進廢退」,這種緩慢的變異是可以遺傳的,於是便形成了新的物種。

  達爾文的生物進化論,是現代農業科學的又一理論基石。它無情地給予上帝創造物種的謬論以致命的打擊,使人類對於生物和自然的認識向前大大跨進了一步。

  現代農業科學的另一理論基石,是孟德爾的遺傳理論。

  孟德爾(1822年~1884年)是奧地利植物學家,如同他發現的遺傳理論長期不被人重視一樣,他的生活道路也是極為坎坷的。

  孟德爾的父親是個半解放的農奴,每星期要服 3天的勞役,生活十分貧困,是學校的老師見孟德爾天資聰慧,極為幫助他,才使他勉強讀完了小學。後來,他在離家30多公里的學校讀書,由於沒錢交足伙食費,經常是吃了上頓沒下頓,處於半飢半飽的窘境中。更不幸的是,在他 16歲那年,父親被落木砸成重傷,家裡連一半的伙食費也無法給他了,他只得用做家庭教師掙的錢,以及他妹妹的嫁妝費作學費,艱難地繼續他的學業。艱苦的生活磨練了他的意志,儘管他衣衫襤褸,饑寒交迫,可他的成績一直是學校里最優異的。

  1843年,貧病交加的孟德爾再度陷入了困境,不得已到一所修道院裡做了神父。後來,他設法在修道院裡弄到了一塊長36米、寬6米的土地,還有溫室里的一個角落,用來搞植物試驗。孟德爾就在這小小的天地里,開始了他的科學研究。

  孟德爾選擇豌豆作雜交試驗,因為豌豆容易栽培,花瓣包住了花里的雌蕊和雄蕊,是嚴格的自花授粉植物,品種純度高。他對34個性狀不同的豌豆品種作了仔細觀察,決定選擇7對相對性狀進行遺傳試驗,即:莖稈高與矮、花的顏色白與紅、種子圓滑與皺縮、子葉顏色黃與綠、豆莢圓鼓與扁凹、豆莢成熟前顏色黃與綠、花朵分散與密集。經過8年雜交試驗,終於發現了兩條遺傳基本規律:分離規律和自由組合規律。

  首先,孟德爾用一對相對性狀的豌豆作雜交試驗,例如,用莖杆高的豌豆與莖杆矮的豌豆雜交,結的種子是雜種第一代。把第一代種子種下去後,長出的植株都是高莖的(他把高莖這個表現出來的性狀,叫顯性性狀;矮莖這個不表現出來的性狀,叫隱性性狀);再讓雜種第一代植株自花傳粉,於是得到了第二代種子;他把第二代種子種下去,長出1064株,這時它們的植株就有高矮之分了,高矮株數比是787∶277,接近3∶1。再這樣連續種下去,孟德爾發現,隱性性狀的後代,仍為隱性性狀,而顯性性狀的後代中,有1/3表現為顯性性狀,其餘2/3則繼續按3:1的比例,產生顯性性狀和隱性性狀。他又用其他的相對性狀作雜交試驗,也得到了上述同樣的結果。孟德爾的結論是:遺傳因子由親本雙方提供,在後代會發生分離。這就是遺傳因子的分離規律。

  後來,孟德爾又用兩對相對性狀的豌豆作試驗,如子葉黃色、種子圓滑的豌豆與子葉綠色、種子皺縮的豌豆雜交,得到的雜種第一代子葉黃色、種子圓滑。子葉黃色是顯性,子葉綠色是隱性;種子圓滑是顯性,種子皺縮是隱性。孟德爾把雜種第一代種下去,讓它們自花授粉,得556粒種子。再種下去,長出的豌豆表現為四種類型,即黃色圓滑的315粒、黃色皺縮的101粒、綠色圓滑的108粒、綠色皺縮的32粒,各類株數比接近於9:3:3:1。接著,孟德爾又用有隱性性狀的豌豆,與兩對相對性狀的豌豆雜交一代進行測交,證實了他所發現的另一個遺傳規律:遺傳因子以一種完全自由和機會均等的方式進行組合。這就是遺傳因子的自由組合規律。

  1865年 2月 8日晚上,孟德爾當眾宣讀了他的論文,可是,人們的反應恰如當時寒冷的天氣一樣。十分冷淡。人們沒有認識到這篇論文巨大的科學價值。孟德爾不免有些失望,但他一天也沒有動搖過信念,他對朋友們說:「承認我的一天終將來到!」可惜的是, 1868年孟德爾被推選為修道院院長,結束了他的科學研究生涯。

  1900年,三位遺傳學家同時發現了孟德爾的理論,一經刊載,立即轟動了世界生物界。承認他的這一天終於來到了。

  進入20世紀後,美國哥倫比亞大學遺傳學家摩爾根及其合作者,採用果蠅研究遺傳機理,又發現了基因的連鎖和互換的規律。後來,人們把它與孟德爾的兩條遺傳規律合在一起,稱為孟德爾一摩爾根遺傳理論的三大基本規律。它是現代農業遺傳和育種學的理論基礎。

章節目錄