十三 通过一扇狭小的窗户
胞遭受到各种伤害,它的正常分裂能力可能被破坏,它的染色体结构可能被改变,或者带有遗传物质的基因可能经历被称之为“突变”的突然变化,这种突变将使细胞在其后代中产生新的特征。如果细胞是极为敏感的,那么这些细胞可能即刻被杀死;否则,这种细胞会在多年时间过去以后最终变成恶性细胞。
这些放射性作用的危害结果在用大量被称为似放射性或似放射作用化学物质所进行的实验研究中已被再现。许多被用作农药、除草剂或杀虫剂的化学物质都属于这一类物质,它们具有破坏染色体的能力,干扰正常的细胞分裂,或者引起细胞突变。这些对遗传物质的伤害能够导致暴露于农药的个体生物患病,也可以以其作用影响后代。
仅仅在几十年之前,还没有人知道放射性的这些作用,也没有人知道这些化学物质的作用;在那些日子里,原子还未曾被分离出来,可以摹仿放射作用的化学物质几乎还没有从化学家的试管里孕育出来。然而到了1927年,得克萨斯大学动物学教授h·J·穆勒博士发现将一个有机体暴露于X-射线中,它就能在以后的几代中发生突变。随着穆勒的这一发现,一个科学和医学知识的新领域就被打开了。穆勒以后由于他的成就而获得了医学诺贝尔奖金。后来,这个世界很快就与那种引起纠纷的灰色降尘打交道了,在这个世界上,即使不是一个科学家现在也知道放射性的潜在危害了。
尽管很少有人注意,在四十年代初还有一个随之而来的发现。在爱丁堡大学,卡路特·奥伯契和威廉·罗伯逊在芥子气的研究中,发现这种化学物质造成了染色体的永久性变态,这种变态与放射性所造成的变态无法区别。用果蝇来作实验(穆勒也曾用这种生物进行他的X─射线影响的早期研究),芥子气也引起了这种果蝇的突变。这样,第一种化学致变物就被发现了。
现在与芥子气具有同样致变作用时化学物质已有了一个很长的名单,这些化学物已知能改变动物和植物的遗传物质。为了了解化学物质为何能够改变遗传过程,我们必须首先了解当生命处于活的细胞阶段时的基础演变。如果身体要生长,如果生命的源流要一代一代地传下去的话,那么组成体内组织和器官的细胞就必须具有不断增殖的能力。这种作用是借助于细胞的有丝分裂或核分化过程来完成的。在一个即将分裂的细胞中,具有重要性的变化首先发生在细胞核内,最后扩展到整个细胞。在细胞核内,染色体发生了奇妙地移动和分裂,以便本身排列成为老的式样,这种老的式样可以将遗传的决定因素——基因传递给子代细胞。通过这种方式,每一个新的细胞都将含有一整套染色体,而所有的遗传信息密码就编排在染色体中。借助于这种方式,生物的种属的完整性就被保留下来了;借助于这种方式,龙生龙,凤生凤,老鼠儿子会打洞。
一种特殊类型的细胞分裂发生在胚胎细胞的形成过程中。因为对一定种类的生物来说其染色体数目是一个常数,所以结合形成一个新个体的卵子和精子只能带着一半数目的染色体进入新的结合体中。这一过程借助于染色体行为的变化极为精确地得以完成,这一染色体变化发生于产生新细胞的分裂作用过程中。在这时,染色体自身并不分裂,而是由每对染色体中分离出的一个染色体完整地进人每一个子体细胞。
整个生命发展的关键就被揭示于一个细胞中。细胞分裂的过程对于地球上所有的生命来说都是一样的;无论是人还是变形虫,无论是巨大的水杉还是极小的酵母细胞,如果没有了这种细胞分裂作用,便都不再能够存在了。因而,任何妨害细胞有丝分裂的因素都对有机体的兴旺发展及其后代是一个严重威胁。
“诸如象有维分裂这样一些细胞组织的主要特征已存在了五亿年之久,也许近于十亿年,”乔治·盖劳德·西蒙森和他