这本是一个经典的实验,在生物学上又叫做彷徨实验或变量实验。后来的影印实验可以认为是这一实验的翻版和改进,基本原理大致相同,意义也差不多,同样证明了细菌的抗性突变不是由环境定向诱导造成的,而是随机突变出现的。本来已经没有什么好争议的了。鲁拉和德尔布鲁克两人也因相关研究而于1969年共同获得诺贝尔生理奖和医学奖。
这是对新拉马克主义的一次沉重的打击。自此以后,谁如果还是坚持定向突变和获得性遗传,都将会被视为是保守和无知的表现。
但到了1988年,事情却又出现了变化。当时的分子生物学研究已经相当发达,借助这一有力工具,分子生物学家凯恩斯(JohnCairns)对波动实验提出了挑战。他认为,这一实验只是证明了抗性突变是由随机突变而产生的,但是没有同时否定定向突变存在的可能性。T1噬菌体在这个实验中只是选择因素,而不是诱导因素,细菌根本没有机会来适应T1噬菌体,何谈定向突变?要想否定定向突变,必须重新设计实验,即用温和的方法来作为诱变因素,而不是上来就把细菌给搞死,那是“霸王硬上弓”。
为此,凯恩斯设计了一个新的实验。有一种细菌在利用乳糖的半乳糖苷酶基因上出现过一个突变,其中的一个氨基酸密码子变成了终止密码子。这样,这个基因经过转录和翻译后,就只能得到一个不完整的蛋白,这样的蛋白当然不能分解乳糖。如果把这个突变了的细菌放在只有乳糖的培养基上培养,肯定会非常饥饿,不过一时之间也死不掉,只有饿得受不了时才会一命呜呼。这是一个被动的和温和的过程,和被凶狠的T1噬菌体一刀杀死是两回事。
这种培养方式满足凯恩斯的要求:他先把这种细菌接种到平板培养基上,在上面加上一层没有任何营养的琼脂糖把细菌盖住,在培养不同的时间后,比如0天以后、一天以后、两天以后、三天以后等,分别再在上面加上一层只含乳糖的培养基。这个所谓0天以后,就是直接加乳糖培养基。
这样再观察细菌的生长情况,实验结果令人大吃一惊!
根据随机突变理论,无论是培养多少天的细菌,在加上乳糖培养基后,出现可以利用乳糖的突变细菌的概率应该是相同的。这一点没问题,因为无论预先饥饿的是几天时间,一天也好,两天也好,只要加入了乳糖培养基,都会在两天后长出能利用乳糖的突变菌落。这些菌落,就是事先已有了的随机突变的生的。
问题是,随着加入了乳糖培养基的平板培养时间越长,则出现突变菌落的数目也越多和时间呈现一种线性关系。换句话说,接触乳糖时间越长的细菌,越容易出现能利用乳糖的突变菌落。
这当然就是定向诱导突变!
定向突变就是适应性突变!
也就不是随机突变!
也就是说,生物确实可以针对环境来主动改变自身的结构。长颈鹿的脖子确实就是这样越变越长的。
这一小小的结果等于否定了达尔文主义的理论根基!
这篇论文被发表在了1988年9月8日号的《自然》杂志上。《自然》杂志也很重视这一结果,同期发表了一些评论文章。果然,论文马上引起了强烈反响,许多学者纷纷发表自己的看法。《科学》与《遗传》等重量级杂志也发表了一些研究论文,不仅肯定了凯恩斯的实验结果,还报道了其他细菌的其他基因也有类似的定向突变情况,甚至连真核的酵母菌都可以出现定向诱导,定向诱导竟然有一定的普通性!
这场骚乱没有马上平息,至少到现在还没有平静下来,而且仍有后续文章在发表。看来,如果达尔文主义者不能指出这个实验过程中存在什么设计上的失误的话,这确实是一个需要重视的问题。

