年后上的第2堂课！ - 飞鸟轩的网络日记本

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2009-1-31 14:45:00

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年后上的第2堂课！ 作者：飞鸟轩

　染色体遗传学说，又称基因学说，这是美国生物学家摩尔根对孟德尔学说的进一步发展。他用果蝇做了大量试验，提出了遗传因子位于染色体上，并称这些因子为基因。染色体存在于细胞核中，在细胞期（细胞不分裂的时期），它以染色质的状态存在；在细胞分裂时，成为短粗的杆状结构，称为染色体（因为它染色较深）。染色体实际上是染色质浓集而成的，内部呈紧密的、高度螺旋曲卷的丝状结构。在细胞核中含有进一步发育所必需的所有信息，它决定这个细胞将发育成为一个人、一匹马或一羽鸽子，并且决定鸽子是大型或小型的，羽色是灰的或是红的，飞翔能力是优秀的或是低劣的等。这些发育或发展的资料及指令，均存在于染色体的丝状结构上。在染色体上，依照顺序包含一系列碱基，称为基因。基因在染色体上的分布，就好像项链上成串的珠子，这些成串的基因正代表着所有的遗传性状，因而被称为“遗传的基本单位”。
每一种动物都拥有它与别种动物不同的染色体组，而且具有不同的数目和形状，或长或短，或粗或细，或直线形或弯曲形状。染色体在细胞内是成对存在的，各种动物都具有一定数目的染色体，这是不同种属的一个特征。例如，人的染色体为46 条（23 对），鸽子的染色体数一直有不同的说法，有人说有62 条（31 对），但比较正确的是80 条（40 对）。

在细胞分裂之前，所有细胞内的基因、染色体及细胞核等行将分离的部分，都会由一个分裂成为平均的两个部分。成对的染色体，在科学上称为同源染色体。同源染色体中的两条染色体形状及大小都相同，但两者之间并非是完全一致的。成对的同源染色体中的1 条有时可能比另1 条多出1 个或1 个以上不同的基因。这种1 个基因的2 价形式称为对偶基因。
在一个个体细胞中的一个同源染色体对中，其中一条是来自雄性亲代，而另一条则来自雌性亲代。因此，每一个性状均由两个基因所控制，其中一个来自雄性亲代，另一个来自雌性亲代。如果两个基因完全相同，那么这对基因为同合子，如果同属于一个对偶基因而不相同，便称为异合子，或非纯合子。
　　一个异合子基因对可以不同的方式去影响个体的性状表现。如果其中的某一基因的表现强过另一个基因，那就整对基因而言，将会表现这个强势基因效果，形成显性基因及隐性基因。如果用纯种的黑色公牛和纯种的红色母牛杂交，其子代的毛色都是黑色者，那么前者就是显性基因，而后者则为隐性基因。然而，在第一子代（Fl ）的染色体中，隐性基因虽受到显性基因的压制而没能有所表现，但是它仍存在于其染色体中。而且在第一子代彼此间杂交时，则将在凡子代中表现出来，而使几子代个体中，出现红色的个体，这就证明隐性基因并没有消失，而只是被压制。在其他形式的杂交配种时，也可能发生子代毛色的两个亲代都不同，而是介于两个亲代的毛色之间，成为一种两个亲代混合型。

（一）性细胞

雄性及雌性个体的性细胞和体细胞的染色体数目是不相同的。上文讲到信鸽的体细胞染色体有80 条（40 对），而性细胞的染色体只有正常体细胞染色体的一半。当性细胞尚未完全成熟时，它们仍然与其他体细胞相同，拥有40 对同源染色体。但在紧接着一次细胞分裂时，染色体本身并不分裂，而是同源染色体彼此间分离而平均分配到2 个新的细胞中。因此，所有成熟的性细胞只有正常体细胞染色体的一半。上述这种细胞分裂方式，被称为减数分裂。当受精作用发生时，一个具有40 条染色体的精子和具有相同数目的染色体的卵细胞相融合，而产生了一个具有正常鸽子的80 条染色体的受精卵。
　 J 性细胞的减数分裂过程并不是这样简单。一羽雄鸽所产生的精子中，所有40 条染色体可能都来自这羽雄鸽的母亲，也可能全部来自父亲，这种机会是相等的。雌鸽的卵子在减数分裂中也有相同情况。也就是说，在减数分裂的过程中，细胞内染色体的组合方式乃是逢机配合。但一般而言，一羽鸽子的精子或卵子中的染色体组成，多半是一部分来自它父亲，一部分来自它母亲。这种配合方式的概率高些，完全地继承父方或母方的遗传组成的概率是十分微小的。因此，一羽鸽得自它父母或外祖父母代4 羽鸽子中各个遗传组成的概率，可以从很高到很低而有所差异。
　　事实上，雄鸽将遗传物质经精子传递给后代，可能有数百万种不同的遗传组成方式，而雌鸽也有相似的情况。也就是说，在“传递遗传信息”时，由于基因的数目十分庞大，因此任何一种组合方式都有可能发生。到目前为止，有关讨论基因或遗传物质的传递方式，仅止于遗传上的分离规律和自由组合规律。在性细胞减数分裂过程中，另一个影响性细胞遗传组成的因素是染色体互换的发生。同源染色体的一对大小及形状相同，而分别来自父方及母方亲代的两条染色体之间，有时会有一段染色体在彼此间互相易换的情况，因而使得染色体的组合方式有了更大的变异。由于以上这些复杂因素，鸽子在彼此之间可以说没有两羽是完全相同的。虽然在外形上可能有相似的地方，但最大的相似也仅此而已。只要你经常用心观察鸽子，那么你将发现上述这些遗传学的科学理论和实际情况是完全吻合的。在实际育种中，两羽冠军鸽并不一定可以配出绝对保证得到冠军的鸽子，也可能得到的子代一无是处。但这绝不是说，好的品系或冠军的后代比不上那些无名之辈。而应该说，具有较高水准的品系中所拥有的优秀性状，总体上都要比平庸的家系为多。也就是说，用好的鸽子来育出后代的概率，比没有选择而随便配对的概率要高得多。因为一羽有较好的遗传组成的鸽子，往往由优秀种鸽配对所产生。
（二）性染色体
　　为什么在一对同胞幼鸽中，多数是一雌一雄，而双雄双雌较难呢？这要从性染色体中寻找答案。
　　在染色体中有一对是性染色体，也称X 染色体或简称为X 。在雌性哺乳动物体内的所有细胞中，均有相同数目的成对染色体，其中包括一对性染色体，性染色体通常表示为XX 。而雄性哺乳动物体细胞的两个性染色体彼此之间并不相同，其中一个是与雌性相同的X 染色体，另一个染色体形态上比x 染色体略小，称为Y 染色体。因此，雄性哺乳动物的性染色体组合为XY 。
　　鸟类的性染色体组合方式和哺乳动物完全相反。雄性鸽子的性染色体组合为XX ，而雌性为XY 。雄性鸽子的性细胞，精子染色体一共有40 条，即39 条体染色体及1 条性染色体（X ）。雌性鸽子的卵细胞中也有40 条染色体，但是50 ％的卵细胞所拥有的染色体，是由39 条体染色体和1 条X 染色体，而另外50 ％卵细胞的染色体组成，则是39 条体染色体加上1 条Y 染色体。因此，雌鸽子有两种下同类型的卵细胞。如果一个精子（IX ）与一个携有X 的卵子受精，则将产生一羽具有两条X 染色体的鸽子，也就是会孵出雄鸽。如果一个精子与一个携有Y 染色体的卵子受精，那将会孵出一羽具有XY 性染色体的鸽子，也就是雌鸽。由于雌性鸽子所产生的卵子携有X 染色体或Y 染色体的机会各半，因此生出雄性和雌性后代的概率也就各占一半。
自由组合定律在育种实践中具有重要的意义。因为在杂交的凡中，出现了新类型（组合变异），这就提供了培育新种的一种办法。例如，一羽归巢性好但飞速较慢的信鸽，另一羽飞速较快但归巢性不稳定的信鸽，可以把它们杂交，在几中就可能出现既是归巢性好又有较快飞速的新品种。这种方法在植物和家畜的遗传育种中成功的事例是不少的。但是，如果把奶牛、玉米的遗传育种看作是一件繁复工作的话，那么，信鸽的遗传育种比这更是困难得多。信鸽的归巢和飞翔能力不仅决定于它外表构造上的因素，如骨骼、肌肉、羽毛、翅膀及呼吸系统等结构，其他的功能也是重要因素。例姐，心脏的活力及感觉器官的灵敏程度，以及身体各部分协调的控制等，都是信鸽辨别方向和航行所必需的。而功能上的因素也是决定精神上的活跃能力，如决胜勇气和临场发挥等，这些并不是取决于一个因子的作用，很难用遗传学所完全说得清楚的。因此，信鸽在遗传上影响它竞翔的真正模式，至今还不十分清楚，育种的结果也没有完全达到预期的效果。就目前来说，遗传学应用于信鸽育种上最有明显成效的，就是上文讲到的羽色遗传，遗憾的是羽色对于竞翔并不起多大作用。