探索研究方法纵观科学史,一些关键性的突破往往取决于概念框架的更新,而不是经验事实的积累。在今天,胚胎的早期分节与成体中结构的关系似乎已成定论。然而在当时,几乎无人相信在这条道路上探索能有所收获。由于分子生物学的思想和方法已经成为热点,在沃哈德周围的人大多热衷于DNA研究,去克隆一些有趣的基因。说到研究胚胎突变问题,他们认为,无非是搜索卵和观察描述胚胎发育过程,这是多么乏味陈旧的工作。更由于实验手段尚不成熟,致使在活的胚胎中,难以看到关键结构的形成,如节段和极性等。砍柴先须磨刀,因为相应的方法还未就绪,也使一些人不愿问津这个领域。
然而,沃哈德和韦乔斯却以初生牛犊不怕虎之勇气,闯入了一个荆棘丛生但魅力无穷的新领域——发育遗传学。他们有一个坚定的信念,这就是可以通过研究突变胚胎来理解果蝇发育。
在经典遗传学中,突变是探明某一基因存在的关键线索。对基因功能的证实只能从突变的表现型中推断出来。比如,正是通过对白化病症状的分析,才使我们有可能知道存在着一种控制色素合成的基因,由于它的突变,才导致白化病的产生。由此可见,整个基因组的信息就好比是一个黑箱,对其结构功能的探索,只能通过它的外在表现——突变才能获知。
然而,突变的自发产生是一个低概率的事件。这也可以想像,如果自然界中存在着频繁的基因突变,那么也就不会有今天如此稳定的生物种类,更何况大量的突变对生物体本身是有害的。于是,要通过突变作为探针来获知正常基因的功能,只能以各种人为手段来提高突变率,这就是X射线或化学诱变剂的应用。实验的第一步就从这里开始,他们以化学诱变剂处理雌果蝇,观察其后代所发生的基因突变,由此寻找正常基因的功能。
由于受双腹突变的诱惑,沃哈德和韦乔斯一开始就企图确定在卵子形成中发育的形式是如何被母体效应基因所决定的。但不久,他们就意识到,研究母体效应基因的工作量实在太大,因为那意味着对基因的跟踪筛选要涉及到3代以上。于是,他们很快调整了策略,决定从对合子的突变研究开始,这样工作相对容易展开。不过整个发育过程,究竟涉及多少基因,当时还无人知晓。一般的猜测认为,那数量一定可观,这就足以使不少人望而生畏了。