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1933年諾貝爾生理醫學獎 | |||||
| 摩根（Thomas Hunt Morgan）
1865年的秋天，在奧地利布台恩自然科學協會的年會上，孟德爾（Gregor Johann Mendel）發表了「植物雜交實驗」的論文，孟德爾在論文中論述了生物遺傳的規律，並提出了「遺傳單位」（即今天所說的「Gene」）的概念，但當時這個理論並沒有受到眾人關注及贊同（註3）。 1866年，孟德爾的論文在雜誌上公開發表，但依然無人喝采。但在同年，摩根出生於這世上。小時候的摩根，就對博物學（natural history）有極大的興趣，對大自然的一切充滿了好奇心，經常觀察昆蟲是如何採食、如何築巢。有時他還會把捕捉到的蟲、鳥帶回家解剖，觀察他們身體內的構造；甚至在十歲那年，他收集許多鳥、鳥蛋及化石。摩根對於知識的熱愛，使他在學習上傾注了極大的熱情；1880年，摩根初中畢業，考入了肯塔基州立學院的附屬高中；1882年摩根順利的升上了大學，學習數學、化學、天文學、博物學、農學和應用工程學，他最感興趣的博物學貫穿於大學四年的課程之中。摩根對博物學的愛好一直延續到他的晚年，他日後從事胚胎學與遺傳學的研究，皆因博物學奠下深厚的關係（註3、4）。大學畢業之後，摩根考入霍普金斯大學，學校特別注重基礎研究與培養學生動手實驗的能力；此外，學校還非常重視透過實驗培養學生嚴謹求實的科學精神和嚴肅認真的工作態度。當時的生物學系主任馬丁（H. Newell Martin）教授曾告誡學生：「不要以為實驗室中的設備是自動化的『生理灌腸機』--從這頭塞一隻動物進去扳手一拉，另一頭就出來了重要的科學發現。」（註3） 摩根在霍普金斯大學富有特色的教學之下，為日後的研究打下良好的基礎，並使他形成了「一切都要經過實驗」的信條，他崇信實驗結果更勝於權威們的結論。他曾經對達爾文的演化論和孟德爾的遺傳學說抱持懷疑態度，但實驗的結果使他信服了上述的學說，並將其進一步發展和使之完善。他取得的一系列重要研究成果，幾乎都是從實驗中得到的。（註3） 1890年，摩根獲得了霍普金斯大學的博士學位。在取得博士學位間與之後的十多年裏，摩根主要從事於實驗胚胎學的研究。1900年，孟德爾逝世16年後，他的遺傳學說才又被人們重新發現，摩根也逐漸將研究方向轉到了遺傳學的領域（註3）。摩根在霍布金斯大學主修海洋生物學及發生學。為求進一步的深造，他到當時世界一流的發生學學家集在一堂的義大利拿波里的臨海實驗所去留學一年。在那裡，他與年輕的發生學學者托利舒一起研究，體會到實驗對發生學的重要性。1904年，就任哥倫比亞大學實驗動物學教授之後，摩根開始用果蠅做遺傳的實驗。許多年輕的研究生跑去他的實驗室參加他的實驗。轉眼之間，他的實驗室被養果蠅的瓶子占滿。因此大家都把實驗叫做果蠅之家。果蠅是一種非常小的生物，表型特徵明顯，最喜歡聚集在腐敗的水果上面，他的卵在一天之內就能變成細細的白色幼蟲，其唾腺細胞內又有巨大染色體可供觀察研究，兩三天後化蛹，五天之就變成長著翅膀的成蟲。果蠅從卵到成蠅的生命週期，只有十天左右，一年之中可以傳三十代，是最適合做遺傳實驗的生物，對遺傳的研究非常方便。開始養果蠅之後，摩根很快就分離出種種變異體。1906年，摩根發現了，雌果蠅細胞裡的四對棒形染色體是成對的;而雄果蠅細胞裡的四對染色體裏，有三對是棒形染色體，有一對是由一對棒形染色體和一個鉤形染色體組成的。棒形染色體稱為X染色體，鉤形染色體叫Y染色體，也叫性染色體。這個發現告訴摩根，生物性別的遺傳是由性染色體決定的。1910年的四月，偶然到實驗室來玩的叫做普利地斯的學生發現一個瓶裡有隻果蠅的眼睛跟一般的紅色不一樣，帶著白色。這隻果蠅即成為孟德爾遺傳、染色體遺傳、以及性聯遺傳的奠基石。
這隻白眼果蠅是雄性的，遂使之與另一正常的紅眼雌蠅交配，所生的F1全為紅眼果蠅。按孟德爾的觀點，白眼基因對紅眼基因是隱性。再使F1自交，則在所生的F2中，發現有3/4的紅眼果蠅，1/4的白眼果蠅。這與孟德爾一對性狀遺傳的結果相符，原不足為奇，但是令人感到詫異和值得注意的現象，乃為這些白眼果蠅何以都是雄性？對於此類身體上的某些性別在遺傳上與性別發生直接關連的現象，即稱為性聯遺傳。對白眼果蠅性聯遺傳的正確解釋，是認為白眼基因位於X染色體上，而Y染色體上並無其對偶基因，所以在缺乏對抗的情形下，此一隱性基因所代表的性狀就會單獨表現於雄體。這種伴隨著性別遺傳現象表示著決定雄性的遺傳子和白色眼睛的遺傳子有密切的關係，摩根看到了一個孟德爾沒有想過的問題，其重要線索控制白眼基因在X染色體上。接著查了種種變異體的結果，知道了那種關係一共有四種集團。果蠅有四種染色體，所以那些事實暗示著遺傳子規則地排在染色體上面。摩根調查了六百種之多的變異體之後，於1926年著作「遺傳學說」，確立了「染色體遺傳學說」（註1、2、5、6）。 他透過著名的「果蠅（Drosophila melanogaster）實驗」，證明並發展了孟德爾遺傳學理論。他認為染色體適宜傳性狀傳遞機制的物質基礎，而基因是組成染色體的遺傳單位，基因的突變會導致生物體遺傳特性發生變化，由於此研究成果，摩根於1933年獲得了諾貝爾生理醫學獎（註3）。 摩根是現代遺傳學之父。今天的生物技術、DNA重組、基因重組、基因選殖技術等等，已經並將繼續改變世界的面貌，這些都建立在摩根所創立的現代經典遺傳學的基礎上。 參考資料： 1. http://life.nthu.edu.tw/~b861614/gene/top2.htm#morgan 2. http://www.bio.ncue.edu.tw/trialteacher/senior/ch3/MORGEN.htm 3.
諾貝爾百年百人-生理學或醫學獎, 鄭豔秋等編著, 世潮出版有限公司, p54-61 4. http://www.nobel.se/medicine/laureates/1933/morgan-bio.html 5. http://www.green-zoo.com/men/m081.htm 6.
http://www.bio.ncue.edu.tw/trialteacher/senior/ch3/content3.html ü http://www.nobel.se/medicine/articles/lewis/index.html ü http://www.ntttc.edu.tw/sccenter/natural/生物學家/諾貝爾生理醫學獎得主簡介/諾貝爾生理醫學獎得主生平簡介.htm
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