獲得性
遺傳是“后天獲得性狀遺傳”的簡(jiǎn)稱(chēng),指生物在個(gè)體生活過(guò)程中,受外界環(huán)境條件的影響,產(chǎn)生帶有適應意義和一定方向的性狀變化,并能夠遺傳給后代的現象。由法國進(jìn)化論者
拉馬克(C.Lamark)于
19世紀提出。強調外界環(huán)境條件是生物發(fā)生變異的主要原因,并對生物進(jìn)化有巨大推動(dòng)作用。
獲得性狀是否能遺傳一直是
生物進(jìn)化研究中爭論的焦點(diǎn)。
如果獲得性狀可遺傳,就可以進(jìn)一步說(shuō)明環(huán)境可引起遺傳物質(zhì)變異。生物學(xué)家已發(fā)現了不少獲得性遺傳的實(shí)例。例如,當用一種酶把枯草桿菌的細胞壁去除后,在特定的生長(cháng)條件下,它們可以繼續繁殖,后代也是無(wú)壁的,并且這種狀態(tài)可以穩定地遺傳下去,只有把它們放在另外的一種生長(cháng)條件下,細胞壁才會(huì )重新生長(cháng)出來(lái)。逆轉錄酶的發(fā)現,也證實(shí)了獲得性是有遺傳可能性的?!吧?a target="_blank">環(huán)境均衡論”的學(xué)者們認為 :如果生活的環(huán)境條件改變了,生活也就發(fā)生改變,那么,動(dòng)植物將采取適應其生活的性狀,并且在這種性狀永存的情況下,遺傳因子也與之相應發(fā)生變化。但是必須經(jīng)過(guò)地質(zhì)時(shí)代這樣漫長(cháng)的時(shí)間單位。
越來(lái)越多的證據證明獲得性是可遺傳的,但并不能認為獲得性遺傳是生物進(jìn)化的主要方式。因為在環(huán)境條件未發(fā)生劇烈變化的很長(cháng)時(shí)期,生物進(jìn)化的腳步并沒(méi)有完全停止。生物進(jìn)化是許多因素共同作用的結果,歸根到底都必須是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,只有這樣變異才能一代一代延續下去。獲得性遺傳只強調了進(jìn)化的外因。
獲得性是指生物在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,在改變了的外界條件作用下所產(chǎn)生的新的特征特性,這種新的性狀在有性繁殖的后代重復出現,就稱(chēng)獲得性遺傳。
拉馬克學(xué)說(shuō)的內容之一。
拉馬克認為,具有神經(jīng)的高等動(dòng)物,后天獲得性性格可以傳到下一代。即只要獲得的性狀為雙親所共有,就能通過(guò)繁殖保存在它們的后代中。較有名的例子除長(cháng)頸鹿外,還有對鷺、鶴等涉禽長(cháng)腿的解釋?zhuān)催@些鳥(niǎo)類(lèi)長(cháng)期生活在水邊,但不喜歡游水,為了不使身體陷進(jìn)淤泥,就盡力伸長(cháng)腿部;為了吃到水里的魚(yú)蝦,又不至于濡濕身體,就盡力伸長(cháng)頸部。這樣獲得的性狀,逐代遺傳下去,年深日久,就成了長(cháng)頸長(cháng)腿的涉禽了。
編輯本段獲得性遺傳發(fā)展歷史
第一個(gè)階段
生物進(jìn)化的理論最早是由拉馬克提出來(lái)的。
拉馬克的進(jìn)化理論主要內容是說(shuō):
?。?)一切變異(獲得性狀)的原因在于環(huán)境的影響或者器官的用進(jìn)廢退。
?。?)凡兩性所共有的獲得性狀都可以傳給后代。
?。?)獲得性遺傳是普遍適用的法則。
拉馬克的這個(gè)理論被后人總稱(chēng)為“獲得性遺傳”。在不同的自然環(huán)境中,生活著(zhù)不同形態(tài)功能的生物,這是人們最簡(jiǎn)單的經(jīng)驗事實(shí)。因此,拉馬克的獲得性遺傳就是這種感性認識的第一次總結。這也是獲得性遺傳理論發(fā)展的第一個(gè)階段。
獲得性遺傳理論發(fā)展的第二個(gè)階段是達爾文通過(guò)調查,積累了大量資料,用事實(shí)證明了物種形成與自然環(huán)境的關(guān)系。
第三個(gè)階段是
米丘林階段。這是獲得性遺傳理論的實(shí)踐階段。米丘林通過(guò)對植物的實(shí)際培育,改變了植物的性狀,使南方的植物可以在寒冷的北方生活。但是,獲得性遺傳理論并未因此而獲得真正的勝利。原因是DNA雙螺旋結構的發(fā)現和中心法則的確立。中心法則指明,生物性狀是有DNA中儲存的信息決定的。并且是有DNA——RNA——
蛋白質(zhì)的方向表現的。
基因理論和中心法則是獲得性遺傳問(wèn)題發(fā)展的第四個(gè)階段。這個(gè)階段是對獲得性遺傳的完全否定。
反轉錄酶的發(fā)現使獲得性遺傳問(wèn)題的爭論重新開(kāi)始。實(shí)驗證明,
遺傳信息的傳遞不只有DNA——RNA——蛋白質(zhì)這一個(gè)方向。實(shí)驗證明RNA——DNA方向是客觀(guān)存在的。
人們用設想填滿(mǎn)了
DNA、RNAH和蛋白質(zhì)這三個(gè)因素之間所有的聯(lián)系通道。這三個(gè)物質(zhì)之間處于完全平等的相互作用的鏈條關(guān)系。這個(gè)關(guān)系如果成立,中心法則即告失敗。因為獲得性遺傳是被中心法則擊敗的,所以,中心法則的失敗將使獲得性遺傳問(wèn)題重新獲得解放,重新成為研究和討論的對象。
編輯本段獲得性遺傳的理論爭議
獲得性狀是否能遺傳一直是生物進(jìn)化研究中爭論的焦點(diǎn)。
如果獲得性狀可遺傳,就可以進(jìn)一步說(shuō)明環(huán)境可引起遺傳物質(zhì)變異。生物學(xué)家已發(fā)現了不少獲得性遺傳的實(shí)例。例如,當用一種
酶把枯草桿菌的
細胞壁去除后,在特定的生長(cháng)條件下,它們可以繼續繁殖,后代也是無(wú)壁的,并且這種狀態(tài)可以穩定地遺傳下去,只有把它們放在另外的一種生長(cháng)條件下,細胞壁才會(huì )重新生長(cháng)出來(lái)。逆轉錄酶的發(fā)現,也證實(shí)了獲得性是有遺傳可能性的?!吧h(huán)境均衡論”的學(xué)者們認為 :如果生活的環(huán)境條件改變了,生活也就發(fā)生改變,那么,動(dòng)植物將采取適應其生活的性狀,并且在這種性狀永存的情況下,遺傳因子也與之相應發(fā)生變化。但是必須經(jīng)過(guò)地質(zhì)時(shí)代這樣漫長(cháng)的時(shí)間單位。
越來(lái)越多的證據證明獲得性是可遺傳的,但并不能認為獲得性遺傳是生物進(jìn)化的主要方式。因為在環(huán)境條件未發(fā)生劇烈變化的很長(cháng)時(shí)期,生物進(jìn)化的腳步并沒(méi)有完全停止。生物進(jìn)化是許多因素共同作用的結果,歸根到底都必須是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,只有這樣變異才能一代一代延續下去。獲得性遺傳只強調了進(jìn)化的外因。
“
現代進(jìn)化理論”已經(jīng)拋棄了“獲得性遺傳”。由于基因知識的匱乏,
達爾文時(shí)代的科學(xué)家無(wú)法研究生物性狀,到底受什么控制,只有通過(guò)觀(guān)察,這樣他們很容易接受獲得性遺傳。
基因理論建立以后,人們認識到自然選擇的“優(yōu)良基因”,是生物體內固有的并不是后天獲得的。對獲得性遺傳的否定并不是對“進(jìn)化論”的否定,相反是對“進(jìn)化論”的進(jìn)一步完善,科學(xué)就是這樣否定錯誤理論一步一步完善理論。
編輯本段理論實(shí)驗
一種對獲得性狀的看法,認為生物后天獲得的性狀,不論是否觸及遺傳物質(zhì)的變化,均能遺傳給后代。歷史上不少學(xué)者企圖以實(shí)驗證明獲得性狀的遺傳,但都沒(méi)有成功。
例如,法國學(xué)者波尼爾(G.Bonnier)19世紀末就做過(guò)栽植樹(shù)種的實(shí)驗。他將每種植物的幼苗分成兩份:一部分種在巴黎(平原),它們的植株長(cháng)得較高,而且這種“高”的性狀能穩定地遺傳給后代;另一部分種在阿爾卑斯山和比利牛斯山山頂上,它們的植株矮小,而且它們的后代也是矮小的。波尼爾由此得出結論:由環(huán)境影響而產(chǎn)生的獲得性狀是能夠遺傳的。
但后來(lái)(1920~1940年)有幾個(gè)美國人重復了這個(gè)實(shí)驗,表明波尼爾的結論是站不住的。他們將60多種植物分別種在加利福尼亞的高山和平原上,結果與波尼爾看到的相同,即同一種植物,種在平原上的總是高的,種在高山上的總是矮的,并且都能遺傳給后代。接著(zhù)他們又做了交叉移植的實(shí)驗:將高山植物結的種子拿到平原上種,結果它們和它們的后代都長(cháng)高了;反之,將平原植物結的種子拿到高山上種,結果它們和它們的后代都變矮了。即環(huán)境只影響了表現型,由于遺傳物質(zhì)并未發(fā)生變化,所以這種獲得性狀不能遺傳。高山上紫外線(xiàn)照射較強,故植物長(cháng)得矮些;平原紫外線(xiàn)照射較弱,故植物長(cháng)得高些。但都沒(méi)有影響到遺傳物質(zhì)的變化。
1980年
加拿大學(xué)者戈爾津斯基(R.M. Gorczyncki)等曾報道,免疫實(shí)驗證明獲得性狀能遺傳。他們反復地將一個(gè)品系小鼠的腺細胞、
骨髓細胞和淋巴細胞,注射給另一品系的小鼠,當這小些鼠8周齡時(shí),隨機選10只有耐受性的雄鼠與無(wú)耐受性的雌鼠交配,結果發(fā)現有60%的后代個(gè)體具有其父的獲得性狀,即能耐受其父曾接觸過(guò)的抗原。斯蒂爾(E.J.Steele)認為,編碼
變異性狀的DNA由RNA病毒帶至生殖細胞并整合到染色體上,從而使獲得性狀可以通過(guò)有性生殖而傳至后代??墒?,1981年,英國劍橋農業(yè)研究會(huì )動(dòng)物生理研究所的
霍華德(J.C.Howard)即在《自然》雜志撰文指出,戈爾津斯基的實(shí)驗結果,英國幾個(gè)著(zhù)名實(shí)驗室都重復不出來(lái)。以后也未見(jiàn)戈等有反駁的報道,表明他們的實(shí)驗是不可靠的。
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