重建生命史等

重建生命史（1968 年）

木村資生（1924～1994年）

20世紀60年代和80年代，科學家開始研究蛋白質的變化和基因本身的變化等分子的進化。結果證明分子進化具有兩個出人意料的特性：一是速度快，二是進化速度相對穩定。

大約5 億年前，現代人的祖先長得像魚。有些現代魚與現代人是同一祖先，它們的身體形狀幾乎沒有變化，而人類的身體形狀變化巨大，這說明身體形狀的變化可快可慢。但進化為人和進化為魚的分子變化數量幾乎相同：身體的形狀無論從化石魚進化到現代魚沒有任何變化，還是從化石魚進化到現代人發生了革命性變化，分子改變的數量應該是相同的，它們都受“分子鐘”控制。

1968 年，日本遺傳學家木村資生意識到，新出現的分子進化事實難以與自然選擇的達爾文標準進化論相吻合。于是他提出：多數（但不是全部）分子進化都是“中性的”，這些變化對生物體沒有任何影響。那么，分子進化得以繼續靠的是隨機漂流。因為他認為多數分子進化的驅動力不是自然選擇，所以在當時引起爭論，但現在人們已經普遍接受了他的基本觀點。木村資生的中性理論是繼20 世紀20 年代“現代合成”理論之后進化思想上的最大發展。它也成為我們這個時代一個主要研究項目的基礎，這個項目計劃以分子為據重建生命史或生命“樹”。

綠色革命（1970 年）

諾曼·歐內斯特·博勞格（1914～）

美國植物育種家諾曼·博勞格是綠色革命的創立人，因其成就于1970 年獲諾貝爾和平獎，人們贊頌他挽救的生命在歷史上無與倫比。

1944 年至1960 年，博勞格在墨西哥國際玉米與小麥中心工作，培育出高產抗病的半矮生小麥，最終在全世界范圍內提高了農作物的產量。由于使用化肥，小麥的一個特點就是長得高，結果在天氣惡劣的情況下容易受到損害。博勞格在小麥中加入矮化基因，培育出了適應氮肥的栽培品種，麥稈矮了，但糧食產量卻大大增加。他勸說巴基斯坦和印度政府于20 世紀60 年代中期種植這些品種，當時在這片次大陸上到處是饑荒。結果，巴基斯坦至1968 年達到小麥生產自給自足，印度于1974 年取得類似效果。20世紀70年代東南亞的水稻也實現了綠色革命，產量劇增，消滅了饑荒。

但博勞格的反對者指出，過于依賴化肥、殺蟲劑和灌溉破壞了環境，而且農民支付不起昂貴的新技術費用。

目前的人口增長率迫切需要另一場綠色革命。1999 年，彭金榮及其同事克隆了促使高產小麥具有半矮生特點的矮化基因，喚起了人們的希望，或許可以利用遺傳工程學把這些基因用于其他農作物。博勞格的綠色革命或許還遠沒有結束。

遺傳工程（1973年）

保羅·伯格（1926～），赫伯特·韋恩·博耶（1936～），斯坦利·科恩（1935～）

20 世紀70 年代早期，斯坦福大學的保羅·伯格和赫伯特·博耶與加利福尼亞大學伯克利分校的斯坦利·科恩，發現了將基因從一個物種轉移到另一個物種的方法。遺傳工程基本上是將連綿不斷的脫氧核糖核酸“剪切、粘貼并復制”。首先，從含有特殊“限制酶”的人體組織中切開較長的脫氧核糖核酸分子，分離出感興趣的基因，比如凝血蛋白8 號因子基因。然后將8 號因子基因嵌入稱作“帶菌者”的帶菌分子，帶菌者可能是病毒，也可能是稱作“質?！钡囊稽c圓形細菌脫氧核糖核酸。最后，帶菌者“傳染”上宿主細胞，宿主細胞可能是細菌，也可能是酵母菌，甚至可能是哺乳動物細胞。宿主細胞攜帶了異體脫氧核糖核酸——在此例中是人體8 號因子基因——但卻將其看做是自身的基因。這種含有一個物種以上基因的脫氧核糖核酸被稱作“重組細胞”。隨著細胞增殖，其脫氧核糖核酸開始活躍，產生宿主蛋白和8 號因子的復制品。實驗結束時，可以獲得8號因子分子。

遺傳工程具有許多用途。人們已經應用遺傳工程制造了幾種人造蛋白，如用胰島素治療糖尿病，用8 號因子治療血友病，因此不再使用人體組織。許多血友病病人由于用于配置8 號因子的血液受感染而染上艾滋病病毒。現在理想的方式應該是重組細胞。

遺傳工程也應用于植物，轉移抗除草劑和抗昆蟲基因。

定向突變（1988 年）

約翰·凱恩斯（1922～）

1988 年，哈佛分子生物學家約翰·凱恩斯報告了實驗情況，認為細菌在環境的壓力下可以選擇產生突變的模式。這種“定向突變”理論與認為突變屬于隨機事件的進化論格格不入。更為糟糕的是，它又令人想起了讓·巴蒂斯特·拉馬克19 世紀的論點：“獲得性”特征推動進化——一種人們已經拒絕相信的理論。

在凱恩斯的實驗中，細菌生長的環境缺乏氨基酸色氨酸等主要成分的培養基。細菌一直在突變，但此時似乎多數情況下會產生有利突變，幫助細菌合成自己的色氨酸。這表明細菌提前就“知道”哪種突變可能會有益。自從凱恩斯進行了這一引起爭論的研究，研究者們一直在尋找解釋定向突變的機制。

可能是壓力——對細菌來說饑餓就足以成為一種壓力——促使細菌更多地產生突變，努力擺脫危機狀態。依照進化論的觀點，突變仍然是隨機的，但產生有害或中性突變的細菌當然無法存活下來，也就無法計算在內，而產生有利突變的細菌卻能夠存活，當然也就可以計算在內。有相當多的證據證明這一“ 超級變異”——研究者們甚至發現了將這一過程進行下去的“增變”基因。但迄今為止還沒有人肯定超級變異是一種普遍現象，還是僅僅局限于細菌。