優勝鴿培養法目錄---第十五章 孟德爾的理論

林國璋敬上

2011/5/17 於上海

文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

一八五九年,孟德爾在莫拉維亞布魯恩他小教堂後面的小菜園裡,進行了一項實驗,他研究的物件是碗豆。他不知道何謂遺傳因數,也不知道染色體是什麼東西,可是他研究的結果,有了革命性的發現。他的實驗繼續好幾年之久,結束以後,他把所發現的東西都記錄下來。他的短短的報告刊登在一份不甚有名,研究自然歷史的雜誌裡。由於孟德爾的理論太新了,他走在時代的前面的距離太遠了,所以他的發現並沒有引起人的注意,逐漸被淡忘了,到了1900年,他的理論才又被發掘出來。那個時候科學界已經有了一些新的發現,一般科學家對他的發現也比以前更能欣賞瞭解了。

為了要回顧他的工作,我們必須簡單地從他所研究的植物開始。在他的園子裡,有兩種不同的碗豆,一種是高種的碗豆,另一種是矮種的。而碗豆是自花授粉的,並且要給花朵從事人工授粉的工作也相當容易。因此,孟德爾就在想,如果把這兩種碗豆的花粉混在一起,結果不知如何。他有充分的時間,所以他耐心地從高種的碗豆取得花粉,然後將它置於矮種的花房裡。接著又矮種的碗豆花粉取過來,和高種的碗豆花授粉。這些花的果子成熟了以後,他就收存起來,留到第二手才再種。這些碗豆就稱為第一代。

原來他以為,用這種交配出來的第一代,一定是高矮適中的碗豆。可是事實並不如他所想像的。他發現,這一代所有的碗豆都變成了高種的碗豆。於是他對自己:“這一代的碗豆是由高、矮種交配出來的,所以高、矮碗豆必各占一半的成份,不過現在因為高碗豆比較強,所以它的特徵就表現出來了。不過,雖然矮碗豆的特徵沒有顯明出來,但它的成份必然仍存留在這一代的碗豆裡面,變成隱藏起來。所以,我要將這兩種現象分別稱之為‘顯勝或優勢’而另一種是‘隱性或劣勢’。”

第二年,孟德爾沒有進行人工授粉,讓這一代的碗豆自花授粉。注意它們是第一代F1,自花授粉意即它們自己交配,就像養鴿子的人用兄弟姐妹鴿交配一樣。結果實以後,孟德爾又把那些碗豆留下來,第二年再種。這一年他有什麼新發現?奇怪了,這次所種出來的碗豆有一部份是高種碗豆,一部份是矮種碗豆。不是高的就是矮的,並沒有不高不矮的碗豆。孟德爾給它們計算一下,有百分之二十五是矮種的,百分之七十五是高種的。這一代的碗豆是第二代了,現在一般學者就稱它為F2代。文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

假如你對這一點還有問題的話,不妨換另一個角度來想。假如你在一個袋子裡面,有二千個黑豆,二千個白豆。現在你伸手進去取豆,每次取兩個,結果如何?你所取出來的豆之中,兩個全是白的可能有五百次,兩個全中黑的可能也有五百次,而兩個之中一黑一白的可能性是一千次。

再下去那一年,孟德爾又將這些高種和矮種的碗豆下種了。所有的矮種碗豆都長出矮種碗豆來。而在高種的碗豆中,就像它的上一代一樣,長出了高種和矮種都有的碗豆。孟德爾繼續用這些碗豆種下去,一代又一代種下去。到最後他得出了一個結論,他如果用高種碗豆和矮種碗豆交配,結果生出來的下一代有百分之二十五高種,百分之二十五矮種,另外百分之五十高短種都有的雜種碗豆,但它們的外表是高種的碗豆。

我們可以想像到,他得到了這樣的發現以後,一定非常驚訝。我們目前對遺傳學的知識比較多,那個時候他對遺傳學根本一無所知。我們知道何謂遺傳因數,我們也知道遺傳因數是成雙成對存在的。我們知道,他的高種碗豆擁有一對都是高種的遺傳因數,而他的矮種碗豆,也一樣擁有矮種的一對遺傳因數。我們也知道,當交配之時,這些遺傳因數就公開,父母兩系的遺傳因數就重新結合。我們可以看到,取高種的花粉和矮種的花房授粉,結果這一對遺傳因數之中,有一個是高種的遺傳因數,而另一個是矮種的遺傳因數。但是因為高種的遺傳因數是顯性的遺傳,所以這一代種子生長出來的,一定都是高種的碗豆。

用這一代的碗豆種下去,以後自花授粉,結果每一個細胞都是由父母系得到一個遺傳因數,所以有的所得到是一對遺傳因數全是高種,有的全是矮種,但是有的也是一高一矮。這就可以說明,為什麼這一代的碗豆不全是高種,為什麼不長出高矮折中的碗豆之原因了。這只不過是簡單的算術問題而已。假如我們用T代表高種的顯性遺傳,用t代表矮種的隱性遺傳,那麼我們就可以用下面的方法來加以說明比較容易明白。

在父、母系的時候,父系一定是T,母系一定是t。在第一代的時候,一定是Tt。那麼它的第一個家族,也就是第一代F1中,其遺傳因數的排列就有四種可能性。T可能和T結合;t可能和t結合;t可能和T結合;T可能和t結合。結果是TT,兩個Tt,和tt

試以圖表說明如下:

Tt

Tt

TT Tt

      Tt      tt

TT+2Tt+tt

因此我們就可以看到,如果讓這些碗豆自行發育的話,擁有兩個TT遺傳因數的碗豆一定生出高種碗豆,絕對不會有矮種碗豆出現。同樣的擁有兩個tt遺傳因數的碗豆,其後代必定都是矮種,而不會有高種出現。而擁有Tt遺傳因數的碗豆,就像它的上一代一樣,如果繼續交配下去的話,它所生的後代,一定有純高種、純矮、和混合合種。

除了以後我們所要討論的“不完全顯性或優勢遺傳”以外,我們沒有辦法分出那一棵是純種,那一棵是雜種,惟一的方法是憑它們的後代來看。不過若要從後代看,很容易,只要以顯性的和隱性的交配,如果其後代都沒有顯性遺傳的特徵,那麼其父母系一定是雜種的。

試以一隻藍斑顏色的賽鴿來說。我們怎麼知道它這種顏色的遺傳純不純?藍斑色和藍條色比起來,它是屬於顯性遺傳,而後者是屬於隱性遺傳。在顏色方面,它可能是混雜種。我們如何才能查出確實來?用它和一只有藍條色的鴿子交配,使它生出許多後代來,越多越好。如果沒有藍色的後代出現,那麼你可以相當肯定地判斷,這只鴿子是純種的——也就是說,它擁有兩個相同的遺傳因數。如果在這種交配之中,生出了一隻藍色的後代,我們就可以說,它的遺傳因數不純,它擁有一個隱性遺傳因數,一個顯性遺傳因數。

下面的圖表可以說明用藍斑色的鴿子和藍條色的鴿子交配,所可能生出來的後代,有六種可能。如果這一對父母鴿所生的後代,數量不夠多的話,這個比例可能不太准,倘若數量夠多,這個比例就可以很正確。兩個雜種的藍斑色可能代表它們後代藍條色的四分之一。但是如果它們所生的後代只有四隻,那麼也有可能四隻全部都是藍色。如果數量不夠的話,理論上的比例並不一定正確。如果由它們所生的後代,數量達到了一百,那麼這種預期的比例就可能非常精確了。這就跟從袋子裡取黑喜和白豆的比例一樣。置一千個白豆、一千個黑豆,於袋中並混合,然後一次取出兩個。你可能連續六次都取出兩個黑豆,也可能連續六次都取出兩個白豆,可是如果你繼續進行一千次,其結果就很百分之五十取出一黑一白,百分之二十五取出二黑,另百分之二十五取出二白。關於這個我們前面已經說過了。文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

所以在此必須聲明,我們所說的四分之一,二分之一的比例,並不是單指一年,而是指大量的後代。我們所說的比例只是一種“可能性”或“或然率”而已。也就是說,每一隻鴿子出生時,其可能有的顏色之比例而已。

當我們只考慮每一隻鴿子所有的一對遺傳因數,並且找出它們交配時可能會發生的情況,只有六個可能性。我們要用B代表藍斑色,用b代表藍條色。如果父鴿的遺傳因數,有一個是藍斑色,另一個是藍條色、很顯然的,它的精蟲細胞內有這兩種遺傳因數,由它所生的後代必定有可能兩種顏色都有的。因為它的染色體分裂之時,藍斑和藍條色的遺傳因數就公開,並重新結合了。雌鴿的卵細胞情形也是一樣。

1、如果藍斑色鴿子和藍條色鴿子交配,我們所得的結果是:

b       b  藍條色

b       b  藍條色

4(b      b  藍條色

2、如果藍條色鴿子和藍斑色鴿子交配,我們所得的結果是:

(b            b)  藍條色

(B            B)  藍斑色

4B          b  雜種(外表呈藍斑色)

3、雜種藍斑色鴿子可能和雜種藍格色鴿子交配,我們所得之結果是:

B            b  雜種(外表藍斑色)

 (B             b)  雜種(外表藍斑色)

bb      2(Bb)      (BB)

藍條        雜種       藍斑

4、藍斑色鴿子可能和雜種交配,我們所得的結果是:

(B       B)  藍斑色

(B       b)  雜種(外表藍斑色)

2(BB)     2(Bb)

藍斑     雜種

5、藍條色鴿子可能和雜種鴿子交配,我們所得之結果是:

(b        b)  藍條色

(B        b)  雜種(外表藍斑色)

2(Bb)     2(bb)

雜種     藍條色

6、藍斑色鴿子可能和藍斑色鴿子交配,我們所得之結果是:

(B         B)  藍斑色

(B         B)  藍斑色

4(B         B)  藍斑色

這些都是可能性。同樣的原則可以應用於任何動物或植物的任何遺傳特徵,用以試驗其一對遺傳因數是純種或雜種。

要瞭解遺傳學,我們必須先瞭解兩個名詞,就是純合子(Homozygote)和異合子(Heterozygote)。這兩個名詞的由來是,由一個遺傳學家看到田裡,有一頭馬和一頭牛在一起耕田,然後取了這兩個名詞。Zygote是由希臘文“轆”轉化而來的,中文譯為“合”子,“Homo”意思是相同,“Hetero”意思是相異。因此,他就用這兩個名詞來稱呼每一對遺傳因數。如果這一對遺傳因數的兩個遺傳因數是相同的,就稱之為“純合子”,是相異的,就稱之為“異合子”。比如說,一隻鴿子在其遺傳因數中,有一個是藍色的,另一個是銀色的,那麼這只鴿子顏色的遺傳因數就稱為“異合子”。如果一隻鴿子的兩個遺傳因數,就稱之為“純合子”。而我們知道,純合子父母所生的後代,其特徵必完全和它一樣,異合子鴿子所生的後代就不同了。

我們所談的這些,就稱之為機械遺傳學。我在此所寫的,可以幫忙任何養鴿的人,預料他所養的鴿子可能生出之後代,並藉此為未來的育種預用安排。在不久之前,我們對遺傳因數還沒有充分的瞭解,只把它視為,“顯微鏡下的化學物質”,或一小撮“化學化”,以及其他許多怪裡怪氣的稱呼。可是現在我們已經進一步發現,它們在性質上是屬於“化學性”不錯,但是它們的作用可大了。最新的研究對它們已經有不少的新認識了。

混合遺傳——不完全顯性遺傳

孟德爾的顯性遺傳原則,常常被人提出來討論,但是這個原則並不是一成不變,它也有一些例外。這些少數的例子似乎是例外,卻證明了孟氏的原則。有了它們,我們主不可以比較容易瞭解孟德爾改變遺傳的法則。

一個典型的例子是短角牛,這是一種培育出來的牛。它們來的是白色、紅色,和雜色的。紅色的牛和白色的牛交配,結果生出雜色的後代,是介於紅色和白色之間的顏色。而兩隻雜色的牛交配,所生出來的後代之中,有百分二十五是白色的,百分之二十五是紅色的,另百分之五十是雜色的。

在家禽評賞會中,我們可以看到卷尾的雌雞和公雞,這是不完全顯性遺傳的又一個例子。擁有一對卷尾遺傳因數的雞,它的羽毛厚厚成波狀,到了換毛之時,這些羽毛就脫落了,使這只雞看起來就像沒有毛一樣,而擁有一個卷毛遺傳因數,一個正常羽毛遺傳因數的雞,其羽毛並沒有如此掉落,其所生的小雞,有百分之二十五是正常羽毛的,百分之五十是卷毛,另百分之二十五是卷毛而後脫落到無毛。另外一個“不完全顯性遺傳”的例子是,藍安達魯斯種雞,這種歡所生的後代有百分之二十五黑色的,百分之五十藍色的,百分之二十五所謂“白色”,而這引起白色的後代滲雜有藍點。文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

鴿子是否也有不完全顯性遺傳?看起來銀色的鴿子,似乎就是一種不完全的隱性遺傳。擁有兩個銀色遺傳因數的鴿子,它的顏色是真正的銀色。如果是異合子的話,那麼它的顏色就比較中性一點。

在我的鴿舍中,有一個賽鴿的鴿系中發生了突變,這種現象過去沒有發生過。但是在其他品種的品種改良中,卻有這種現象發生過。我鴿舍內所發生的突變和長尾鴿的遺傳現象很類似。在這只鴿身上擁有銀色不完全顯性遺傳,它只有一個銀色遺傳因數,結果它只能飛那麼一點點距離,而有兩個銀色遺傳因數的鴿子,卻根本連飛離地面一寸都沒辦法。所以,我這個鴿系所發生的突變,只是出於一個遺傳因數而已。這個實例可以看到,一隻具有“純合子”的鴿子,受到的影響比“異合子”的鴿子大。也許其他還有一些不知道的因素影響到這種突變也說不定。

種際雜交

在全世界已發生的鳩類,共有五百多種,鴿子亦是其中之一。曾經有人對這些不同種的鳩加以“種際雜交”。不過這些實驗的目的都是想試試看,這些鳩的“種際雜交”是否行得通。在養鴿界,也有些人從事這中“種際雜交”,想利用這種雜交的方法,以提高賽拿號的飛行速度。用雄性賽鴿和母性“輪鳩雜交,是最容易進行的。但是這種雜交所生出來的後代,大多不能生育。鴿子和“異種”雜交,其後代完全不育,而鳩類行這種雜交,不育率也很高。到日前為止,還沒有任何人報告,行這種雜交以後所生的後代,是否也有強烈的歸巢欲望,而其競翔否提高了,我們也不得而知。

普通的歐洲木鴿,其體積比我們的賽鴿稍微大一點。已經有不少人用這種野鴿子和賽鴿交配。如果選用賽鴿公、野鴿母,其成功之可能性非常之高。另有一種野鴿子也會被試過雜交。非洲一種叫“三角點鴿”曾經和一般普通的鴿子雜交,其結果很不理想,所生出來的後代,個性非常野,而體力很虛弱,根本起不了品種改良的作用。

相信在未來的歲月中,一定會有更多人從事這種“種際雜交”的實驗,盼望由於大家的努力,能夠在這項實驗中有所發展,找出一些真正有助於品種改良的方法。結果如何,我們只有安靜地等候,不過我可以說一句,到目前為止,所有從事這種雜交實驗的結果,都還沒有培養出一種更好更理想的鴿子,所以這項工作,前途似乎不甚樂觀。但是我們還是必須有客觀的“等著瞧”的態度,暫且慢下結論。

文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

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