托馬斯?亨特?摩爾根1866年出生于肯塔基州的列克星敦，他的叔叔是美國南北戰(zhàn)爭時南方聯(lián)邦軍的著名將領，在美國南方聲譽很高，因此摩爾根一家在當?shù)匾差H受左鄰右舍敬重。不過摩爾根在他的一生中很少提到那位名聲顯赫的叔叔，這一方面是因為叔叔并沒有給他的家庭帶來經(jīng)濟上的幫助，摩爾根的父親在內(nèi)戰(zhàn)后受南方戰(zhàn)敗的影響，一直未能謀得一官半職改善家境；另一方面摩爾根在年紀還小的時候，就覺得上輩人的輝煌與他沒多少關系，他很小就有自己的興趣和愛好，例如捕蝴蝶、偷鳥蛋和往家里撿化石和礦物標本等等。在他父親和母親的家族中，出過富商、軍人、外交官、律師，摩爾根以前的家譜中惟獨沒有科學家。借用現(xiàn)在的遺傳學術語，摩爾根可以算是家中的“突變”產(chǎn)物。
1886年，摩爾根在肯塔基州立學院獲得了理學學士學位，由于成績優(yōu)秀，他被選為畢業(yè)生代表在畢業(yè)典禮上致告別詞。在獲得理學學位后，摩爾根有點煩惱，他不知道自己應該到社會上去做什么。他似乎天生不喜歡經(jīng)商，因此決定還是留在學校中繼續(xù)讀書，這一次他進入了霍普金斯大學的研究生院。他應該慶幸自己偶然的選擇，因為這所大學以學術自由而著稱，尤其重要的是，霍普金斯大學十分重視生物學。摩爾根受大學中學術氣氛的影響很深，例如他一輩子都不相信價格昂貴的設備，而相信腳踏實地的作風更為重要；摩爾根幾乎終生在實踐著大學里“一切通過實驗”的原則。
在霍普金斯大學讀書和留校任教的歲月里，摩爾根始終保持著對生物學界進展的高度關注。當1900年孟德爾的遺傳學研究被重新發(fā)現(xiàn)后，不斷有遺傳學的新消息傳到摩爾根的耳朵里。摩爾根一開始對孟德爾的學說和染色體理論表示懷疑。他提出一個非常尖銳的問題：生物的性別肯定是由基因控制的。那么，決定性別的基因是顯性的，還是隱性的？不論怎樣回答，都會面對一個難以收拾的局面，在自然界中大多數(shù)生物的兩性個體比例是1：1，而不論性別基因是顯性還是隱性，都不會得出這樣的比例。為了檢驗孟德爾定律，摩爾根曾親自做了實驗，他用家鼠與野生老鼠雜交，得到的結果五花八門，根本無法用定律解釋；而且，關于染色體上有基因的說法，當時還只是猜測，用猜測的理論來解釋孟德爾的遺傳學說，堅持“一切通過實驗”原則的摩爾根認為那是不可信的。
懷疑歸懷疑，摩爾根依然在自己的實驗室里忙碌著。1908年，他開始用果蠅作為實驗材料，研究生物遺傳性狀中的突變現(xiàn)象。果蠅屬于蒼蠅一類，但是比我們?nèi)粘？吹降纳n蠅要小，體長不過半厘米，一個牛奶瓶中就可以裝成百上千只。果蠅喜歡吃腐爛的水果，所以人們在夏日的水果攤前可以看到它們的身影，它們的名字也由此而來。作為實驗材料，果蠅飼養(yǎng)容易，一點點香蕉漿就可以讓它們飽食終日；果蠅繁殖力強，1天時間卵即可孵化為蛆，2到3天變成蛹，再過5天羽化為成蟲，一年可以繁殖30代；果蠅細胞內(nèi)的染色體很簡單，只有4對8條，清晰可辨。果蠅的快速繁殖讓實驗室附近的居民遇到了一個怪現(xiàn)象，他們放在家門口的牛奶瓶經(jīng)常會丟失。那么多的牛奶瓶跑到哪里去了？原來，為了裝下大量的果蠅摩爾根和他的研究生有時也做“梁上君子”，去偷附近居民的牛奶瓶。
第一批果蠅被摩爾根“關了禁閉”，他讓手下的一名研究生在黑暗的環(huán)境里飼養(yǎng)果蠅，希望出現(xiàn)由于果蠅長期不用眼睛，使它們的視力逐漸消失，甚至眼睛萎縮或移位的品種。雖然連續(xù)繁殖了69代，始終不見天日的果蠅還是瞪著眼睛。第69代果蠅剛羽化出來時，一時睜不開眼睛，那個研究生興奮地叫摩爾根過來看。還沒等兩人為實驗成功擊掌歡呼，那些果蠅便恢復了常態(tài)，大搖大擺地向窗口飛去，留下目瞪口呆的師徒二人。像這樣一敗涂地的實驗，摩爾根做過許多次。他經(jīng)常幾十個實驗同時進行，不出他所料，許多實驗都走入了死胡同。有時摩爾根自嘲說，他搞的實驗可以分成三類：第一類是愚蠢的實驗，第二類是蠢得要命的實驗，還有一類比第二類更蠢的實驗。雖然頻頻失敗，但是摩爾根屢敗屢戰(zhàn)，因為他知道，在科學研究中，只要出現(xiàn)一個有意義的實驗，所有付出的勞動就都得到了報償。
果然，關于果蠅的另一項實驗最終轟動了全世界。這批果蠅遭到了摩爾根的“嚴刑拷打”，使用X光照射、激光照射，用不同的溫度，加糖、加鹽、加酸、加堿，甚至不讓果蠅睡覺。各種手段都使用了，目的是誘發(fā)果蠅發(fā)生突變。一晃兩年過去了，1910年摩爾根的一位朋友來拜訪他，摩爾根面對實驗室中一排排的果蠅實驗瓶，略帶傷感地慨嘆：“兩年的辛苦白費了。過去兩年我一直在喂果蠅，但是一無所獲�！庇袝r希望總在絕望的時候誕生，1910年5月，摩爾根在紅眼的果蠅群中發(fā)現(xiàn)了一只異常的白眼雄性果蠅。他以前從來沒有見過這樣的類型，因此這只果蠅是罕見的突變品種。
摩爾根激動萬分，將這只寶貝果蠅放在單獨的瓶子中飼養(yǎng)。每天晚上，摩爾根帶著這只果蠅回家，睡覺時將實驗瓶放在身邊，白天又帶著它去上班，生怕果蠅出現(xiàn)意外。在他的精心照料下，原本虛弱的白眼果蠅終于在與一只紅眼雌性果蠅交配后才壽終正寢，將突變的基因留給了下一代果蠅，留給了苦心栽培它的摩爾根。十天后，第一代雜交果蠅長大了，全部是紅眼果蠅。不要為白眼基因的缺席擔心，按照孟德爾的學說，紅眼基因相對白眼基因是顯性，因此珍貴的突變基因只是躲到了后臺。摩爾根當然不會放過檢驗前人理論的機會，他用第一代雜交果蠅互相交配，產(chǎn)生第二代雜交果蠅。焦急地等待了十天，摩爾根得到了第二代雜交果蠅，其中有3470個紅眼的，782個白眼的，基本符合3：1的比例。這下，摩爾根對孟德爾真正服氣了，實驗結果完全符合孟德爾從豌豆中總結出的規(guī)律。
當摩爾根坐在顯微鏡旁邊，再次定睛觀察這些瞪著白眼的果蠅時，他發(fā)現(xiàn)了一個不同于孟德爾規(guī)律的現(xiàn)象。按照孟德爾的自由組合規(guī)律，那些長著白眼的果蠅，它們的性別應當是有雄性的，也有雌性的。然而這些白眼果蠅居然全部是雄性，沒有一只是雌性的。也就是說，突變出來的白眼基因伴隨著雄性個體遺傳。摩爾根終于從果蠅身上看到了孟德爾在豌豆上觀察不到的現(xiàn)象。對特殊現(xiàn)象的解釋，就是建立新的定律。摩爾根知道，果蠅的4對染色體中，有一對是決定性別的。其中雌性果蠅中的兩條性染色體完全一樣，記為XX染色體；雄性果蠅中的性染色體一大一小，記為XY染色體。摩爾根判斷，白眼基因位于X染色體上。因此，當他的那只寶貝白眼果蠅與正常的紅眼果蠅交配后，由于紅眼是顯性基因，因此后代不論雌雄，都是紅眼果蠅；當?shù)诙芜M行雜交時，體內(nèi)含有白眼基因的雌性紅眼果蠅與正常的雄性紅眼果蠅交配，就會出現(xiàn)含白眼基因的一條X染色體與一條Y染色體結合，生成第二代雜交果蠅中的白眼類型，而且都是雄性的。摩爾根把這種白眼基因跟隨X染色體遺傳的現(xiàn)象，叫做“連鎖”，兩類基因??白眼基因和決定性別的基因??好像鎖鏈一樣鉸合在一起，在細胞中的染色體對分裂時一同行動，組合時也一同與另外的染色體結合。
發(fā)現(xiàn)突變的白眼果蠅，花費了摩爾根和他的學生整整兩年的時光。而第一個突變果蠅發(fā)現(xiàn)后，另外的突變類型便接踵而至。在幾個月內(nèi)，他們又發(fā)現(xiàn)了四種眼色突變，例如果蠅中出現(xiàn)了粉紅眼，這個形狀的分離和組合與性別無關，也與白眼基因無關，顯然粉紅眼基因位于另外的染色體上，而且不在性染色體上；朱砂眼果蠅的遺傳特點與白眼果蠅完全一致，也是伴性遺傳的，說明兩個基因都位于X染色體上。
摩爾根的學生發(fā)現(xiàn)了一種突變性狀??果蠅的小翅基因，給摩爾根新創(chuàng)立的理論帶來了挑戰(zhàn)。這種突變基因是伴性遺傳的，與白眼基因一樣位于X染色體。但是當染色體配對時，這兩個基因有時卻并不像是連鎖在一起的。例如，攜帶白眼基因與小翅基因的果蠅，根據(jù)連鎖原理，產(chǎn)生的下一代應該只有兩種類型，要么是白眼小翅的，要么是紅眼正常翅的。但是摩爾根卻發(fā)現(xiàn)，還出現(xiàn)了一些白眼正常翅和紅眼小翅的類型。又需要解釋現(xiàn)象了。摩爾根提出，染色體上的基因連鎖群并不像鐵鏈一樣牢靠，有時染色體也會發(fā)生斷裂，甚至與另一條染色體互換部分基因。兩個基因在染色體上的位置距離越遠，它們之間出現(xiàn)變故的可能性就越大，染色體交換基因的頻率就越大。白眼基因與小翅基因雖然同在一條染色體上，但是相距較遠，因此當染色體彼此互換部分基因時，果蠅產(chǎn)生的后代中就會出現(xiàn)新的類型。這就是“互換”定律。
“連鎖與互換定律”是摩爾根在遺傳學領域的一大貢獻，它和孟德爾的分離定律、自由組合定律一道，被稱為遺傳學三大定律。雖然摩爾根是個討厭空談理論，注重實驗的人，但是為他贏得聲譽最多的論文，卻不是關于實驗的描述，而是他發(fā)表在《科學》雜志上的一篇闡述連鎖與互換定律的理論文章，中間沒有列舉任何實驗數(shù)據(jù)。
1933年的一天下午，摩爾根正坐在家中院子里看一本當年流行的小說，悠然自得。這時，家里收到了一份電報，內(nèi)容說的是正值諾貝爾誕辰一百周年之際，“托馬斯?亨特?摩爾根由于對遺傳的染色體理論的貢獻而被授予諾貝爾獎”。摩爾根并沒有到瑞典去出席頒獎儀式，借口是自己工作太忙。其實是因為他本人不喜歡一本正經(jīng)地在公眾集會中出現(xiàn)，除了科學討論會，他對于政治和其他集會均不感興趣。在得到獎金后，摩爾根執(zhí)意一分為三，自己留下一份，兩個實驗室的學生每人一份。在摩爾根看來，榮譽和獎金應該屬于大家。
1941年，摩爾根以75歲高齡宣布退休，離開了實驗室。1945年底他因病去世。人們對他最好的紀念，也許要算將果蠅染色體圖中基因之間的單位距離叫做“摩爾根”。他的名字作為基因研究的一個單位而長存于世。
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