为什么说那只白眼果蝇是科学史上最有名的昆虫

有一种不起眼的小昆虫,形似苍蝇,却比苍蝇个头小得多,每当夏天来临,它们常常成群结队萦绕在腐烂的水果周围,这就是果蝇。这种小动物貌不惊人,却被美国遗传学家摩尔根视为奇珍异宝。摩尔根为什么偏偏看上了它作为研究遗传学的对象呢?这是因为,果蝇的繁殖速度很快,一年就能繁殖30代左右;个头很小,还没有米粒大,放在牛奶瓶里就可以饲养,非常方便。

然而,摩尔根的初期研究工作却很不顺利。整整两年时间,他都一直在繁殖果蝇,可是研究工作却毫无进展。转机发生在1910年5月的一天,“果蝇室”的红眼果蝇群中突然出现了一只白眼雄果蝇。摩尔根对这只另类果蝇宠爱有加,每天都带着它回家放在床头,第二天一早再带回实验室。摩尔根还在这只白眼雄果蝇死亡之前,尽可能多地给它寻找从未婚配过的红眼雌果蝇作为伴侣。摩尔根此举是为了让白眼雄果蝇留下尽可能多的后代,他想看看白眼雄果蝇的后代有哪些与众不同的地方。

摩尔根首先让这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇交配,子一代全是红眼果蝇,说明白眼对红眼来说是隐性。摩尔根再让子一代相互交配,这样得到的子二代中,红眼与白眼的比例大体上接近孟德尔研究豌豆时得出的3∶1。这样的结果粗看起来没有什么奇怪。不过,细心的摩尔根注意到一个很奇怪的现象:那1/4的白眼果蝇全部是雄性的!为了找出引起奇怪现象的原因,摩尔根将注意力放在果蝇的染色体上。

果蝇的体细胞里有4对染色体,其中有3对雌、雄相同的常染色体,1对雌雄不同的性染色体,雌性是XX,雄性是XY。

摩尔根认为,如果控制果蝇是红眼或白眼的基因存在于X染色体上,而Y染色体上没有其等位基因,那就可以合理解释实验结果了。假设白眼基因为w,红眼基因为W。那么,白眼雄蝇的基因型是XWY,产生XW和Y两种精子;红眼雌蝇的基因型是XWXW,产生XW一种卵子。雌雄交配后产生的子一代中,一半是XWXW,表型为红眼雌蝇;另一半是XWY,表型为红眼雄蝇。XWY产生XW和Y两种精子,XWXW产生XWXW两种卵子,兄妹交配产生子二代的基因型如图所示,其表型果真是:红眼雌蝇2/4;红眼雄蝇1/4;白眼雄蝇1/4。

很快,摩尔根和他的学生们发现果蝇的另一些性状,如黄体、朱砂眼等,也有和白眼性状同样的遗传特点,都可以用决定这些性状的基因位于X染色体上来解释。就这样,位于性染色体上的基因,就像和性染色体“绑定”在一起一样,伴随着性染色体向后代传递,这种遗传现象叫作“性连锁遗传”,即“伴性遗传”。而帮助摩尔根发现伴性遗传规律的那只白眼雄果蝇成为当之无愧的“科学史上最有名的昆虫”。

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