你是否有過這樣的思考：為什么自己和爸爸媽媽長得那么像？但同樣是父母的孩子，為何你和兄弟姐妹長得又不完全一樣？

除了相貌外，我們還有很多方面與父母相似或不同，這些所表現(xiàn)出的形態(tài)特征和生理特性在生物學(xué)上叫作性狀。

到底是什么東西掌控著我們的性狀？女媧這只無形的手究竟是什么？

早期的人們也曾思考過上述問題，并提出了很多遺傳理論，其中就有1868年達(dá)爾文提出的融合遺傳理論。

什么是融合遺傳？

這種理論認(rèn)為爸爸和媽媽的性狀都融合在你身上，這就像是一瓶藍(lán)墨水與黃墨水倒在一起，得到的混合色就是子代表現(xiàn)出的性狀，這一假說通俗易懂，似乎解釋了我們?yōu)楹渭认癜职钟窒駤寢?，比如黑白混血兒的膚色就介于父母之間。但現(xiàn)實中很多黑白混血兒膚色與上述推測相悖，因此很多人也對這個理論產(chǎn)生了質(zhì)疑?？茖W(xué)不是憑空猜測，需要用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灪褪聦嵢プC明。

早在1854年，一名神父就精心設(shè)計了歷時八年的豌豆實驗去探索遺傳的奧秘。最終他的實驗取得了成功，并從中得出兩條遺傳學(xué)的基本規(guī)律——分離定律和自由組合定律。他就是被譽為\"遺傳學(xué)之父\"的孟德爾。

“遺傳因子\"到底是什么東西？

其實這個問題孟德爾本人也無法回答，“遺傳因子”是他從大量的雜交實驗數(shù)據(jù)中抽象推理的產(chǎn)物。盡管當(dāng)時沒有人相信他的理論，但他堅信其一定存在。早在19世紀(jì)，科學(xué)家們就知道生命的基本單位是細(xì)胞，并通過顯微鏡詳細(xì)觀察了細(xì)胞分裂時的一系列變化，發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞中有一種可以被堿性染料染成深色的物質(zhì)，故稱其為“染色體”。

美國生物學(xué)家薩頓和德國生物學(xué)家博韋里各自獨立發(fā)現(xiàn)染色體的行為與孟德爾描述的遺傳因子的行為很像，于是猜測遺傳因子在染色體上。而同時代的遺傳學(xué)家摩爾根不單單對他倆的猜測表示強烈質(zhì)疑，而且認(rèn)為孟德爾的遺傳理論也有問題。但是摩爾根沒有直接去爭論，而是想著“我要做實驗好好打你們的臉”。孟德爾選擇了豌豆，摩爾根選擇了果蠅。隨著果蠅實驗的進行，實驗的結(jié)果使他最終信服了“遺傳因子”的猜測和理論，成了孟德爾理論的堅定支持者，并提出了遺傳學(xué)第三定律——基因的連鎖互換定律，證實了基因位于染色體上，并呈線性排列。所以我們也應(yīng)該像摩爾根一樣，用實際行動去佐證我們的觀點。

在之后科學(xué)家的大量實驗中，“遺傳因子”的神秘面紗被慢慢揭開。每個人的身體就像一個眾多細(xì)胞組成的王國，這些細(xì)胞各有各的作用，但都受我們的控制，如果細(xì)胞失控那就會變成可怕的癌細(xì)胞。于是每個細(xì)胞中都有一個司令部——細(xì)胞核，里面的DNA攜帶著一些叫作基因的片段，它們就像是下達(dá)的命令，決定了細(xì)胞的形態(tài)和作用，從而決定了我們的樣貌。而這里所說的基因就是孟德爾提出的“遺傳因子”。

基因突變

DNA對生物體的生長和發(fā)育起著關(guān)鍵作用，生物體也進化出了一些保護和修復(fù)機制，盡可能地讓DNA不受損傷。不過，錯誤仍舊時有發(fā)生，我們將這種遺傳材料上的可遺傳的改變稱為突變。突變看似是百害而無一利的，但利和害是相對的，環(huán)境的改變有時會讓利害反轉(zhuǎn)。這里我們以鐮刀型貧血癥為例來說明突變的利害，這種病是一類遺傳性疾病，是由于異常血紅蛋白S（HbS）所致的血液病，因紅細(xì)胞呈鐮刀狀而得名。這種鐮刀狀的紅細(xì)胞容易堵塞毛細(xì)血管引起局部缺氧和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致相應(yīng)部位產(chǎn)生疼痛。讀到這里，大家可能認(rèn)為這種突變一定是有害的。而科學(xué)家在研究該病時發(fā)現(xiàn)，該病最初見于非洲惡性瘧疾流行區(qū)的黑種人中，瘧原蟲難以寄生在鐮狀紅細(xì)胞中，使其被免疫系統(tǒng)清除，患者反而得以生存。

突變?yōu)樯镞M化提供了原材料，讓這個世界變得豐富多彩。當(dāng)然除去基因?qū)用妫瑢?dǎo)致生物性狀不同的還有很多其他原因，比如不改變基因序列但是可以遺傳的表觀遺傳。

感興趣的小朋友可以深入了解一些表觀遺傳學(xué)的知識。如果只有遺傳，你和父母以及兄弟姐妹都會長得完全一樣，正因為有了突變以及表觀遺傳等的發(fā)生，整個世界才變得多姿多彩。

生命的世界遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜和有趣，也期待你去親自探索！

知識鏈接

孟德爾認(rèn)為控制性狀的是一種叫\(zhòng)"遺傳因子\"的東西，在遺傳時互不沾染混合，他提出了顆粒遺傳理論。這一理論與當(dāng)時盛行的融合理論大相徑庭，沒有人相信這位名不見經(jīng)傳的神父提出的理論。然而天才的行為往往超越時代，不被理解。