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  对生物遗传变异的利用【点击数:


  秦汉以来,人们有意识地利用生物普遍存在的可遗传的变异,进行定向的人工选择和培育,产生了许多优良的品种。

  (1) 作物选种

  在汉代《汜胜之书》中,对多种作物选种,提出了具体的要求:麦子要选穗大强者,黍粟应选纯色好穗。《齐民要术》不但提出选纯色好穗,还要“别收”(单独采收),种在种子田里,收割时要单独存放。这里特别要提到的是,我国古代在选择育种方面,还应用了单株选择法。根据《康熙几暇格物编》记载,当时乌喇地方(今吉林省吉林县境内)有棵树孔中“忽生白粟一科”,当地首先选用了这棵白粟种进行繁殖,结果是“生生不已,遂盈亩顷,味既甘美,性复柔和。”康熙皇帝在获得这种白粟良种后,也叫人在山庄里进行试验,结果证明这种白粟的茎、叶、穗都比其他种大一倍,而且成熟还快,果然是良种。这种单株选育的成功,对康熙有很大启发。他由此推想,古代的各种优良作物品种,也决非是原先就有的,而是人们通过对变异的选择培育才逐渐形成的。他说:“想上古之各种嘉谷或先天而后有者,概如此。”后来他又应用这种单株选择法,成功地选育出一种早熟高产的优质水稻,取名御稻。据前书记载,事情的经过是这样的:有一次,康熙在田间巡行,“忽见一棵高出众稻之上”的稻子,他还发现这株稻比普通稻子成熟早,当时是阴历六月下旬,普通稻“谷穗方疑”(灌浆),这株稻的子实却已“坚好”。为了弄清这种早熟性状能否遗传下去?康熙便把这株稻的种子单独收下来,第二年在田间实验种植。结果证明,这株稻的早熟性状是遗传的,六月时先熟,并“从此生生不已,岁取千百”。长期以来,一直成为皇宫中用稻米的主要来源。康熙进而推断,这种稻既然适合在无霜期短的东北地区种植,应该也适于在无霜期长的江南地区作一年两熟。因此,他决定在更大的地区范围推广,公元1715年先在江浙地区推广种植,第一年在苏州地区就获得了一年两熟的成绩。在推广“御稻”过程中,康熙始终坚持“御稻”与普通稻进行对比试验。结果“御稻”在江浙地区推广的第二年,两季相加亩产已达五石二斗,比对照田每亩多收一石三斗。增产效果十分明显,以后,很快就推广到安徽、江西等地。

  清代包世臣著《齐民四术》中,有《农政》一卷,记述农事。他提出要在肥地里,选择单穗,分收分存。他把这种单穗选择育种,称为“一穗传”。这种一穗传的育种方法,是地地道道的单株选择法。

  (2) 金鱼的选育

  中国是金鱼的故乡。金鱼的祖先是“金鲫”,早在北宋时候,它就受到人们的注意。到南宋时候,金鱼逐渐成为中国人民喜爱的观赏动物。当时许多达官贵族和僧侣,争相搜寻和建池豢养金鲫,作为娱乐消遣。南宋高宗赵构,就曾在杭州的宫中建造鱼池,专门豢养金鲫。据《昌化县志》记载,公元1186年,赵构还派人到远离杭州200里外的昌化县山中去捕捉金银鱼来充实他的金鱼池。南宋爱国名将岳飞的孙子岳珂在《桯〔ting厅〕史》中也描述了当时饲养金鲫鱼的情况。他说:“今中都有豢养鱼者,能变鱼以金色,鲫为上,鲤次之。贵族多凿石为池,置之檐牖〔you有〕间,以供玩。问其术,秘不肯言。或云以阛〔huan环〕市洿渠之小红虫饲繁鱼百日皆然。初白如银,次渐黄,久则金矣。未暇验其信否也。又别有雪质黑章,的〔li利〕若漆,曰玳瑁鱼,文采尤可观。”金鲫鱼从放生池进入家池,便完全走上了家化的道路。它的生长发育和繁衍,都受到人类的巨大影响。从《桯史》的记载,可以看出当时已经出现了一套饲育金鱼的方法,已经知道小红虫(水蚤类的浮游动物)是金鱼喜爱的食料。公元1241年戴植在《鼠璞》中写道:“南渡驻跸〔bi毕〕王公贵人,园池竞建,豢养之法出焉。有金银两种鲫鱼,金鳅时亦有之,金□〔can参〕为难得。鱼子多自吞吐,往往以萍草置池上,待其放子,涝起曝干,复换水复生鱼。”可见当时对金鱼繁殖,也已经是在人工控制下进行的。

  由于观赏金鱼的人多了,所以在13世纪下半叶,就已经出现了专门饲养和货卖金鱼的行业——鱼儿活。吴自牧《梦粱录》中说:“金鱼有银白玳瑁色者………今钱塘门外多畜之,入城货卖,名鱼儿活。豪贵府第宅舍,沼池畜之。”

  上述情况说明,在南宋时候,金鱼不仅逐渐成为中国人民所喜爱的观赏动物,而且由于广大人民群众的精心培育,已从它祖先“金鲫”鱼的颜色变异中选育出了白色和花斑两个新的品种。

  从13世纪到16世纪,金鱼逐渐由池养改为盆养,盆养金鱼的成功,使金鱼得以进一步推广和普及。李时珍在《本草纲目》中说,金鱼“自宋始有蓄者,今则处处人家养玩矣。”可见到16世纪末,饲养和玩赏金鱼在我国已相当普及。饲养金鱼的普及,为培养金鱼新品种,创造了更有利的条件。盆养金鱼,也大大方便了人们对金鱼的观察和研究。我们祖先对金鱼优良品种的培育技术不断改进(图21)。张谦德在《硃砂鱼谱》(公元1596年)介绍经验说:“大都好事者养硃砂鱼(金鱼)亦犹国家用材然,蓄类贵广,而选择贵精。须每年夏间市取数千头,分数十缸饲养。逐日去其不佳者,百存一二,并作二三缸蓄之。加意培养,自然奇品悉具。”这种大规模的精心选择,从16世纪中叶到17世纪中叶的100年间,不断培养出五花、双尾、双臀鳍、长鳍、凸眼、短身等新品种。到19世纪,人们已经知道进行有意识的人工选择。《金鱼图谱》(公元1848年)说:“咬子时雄鱼须择佳品,与雌鱼色类大小相称。”就是指金鱼交配时,要选择性状大小相称的种鱼,有意识地育种,提高选择育种效果。从公元1848年到1925年短短70多年中,又培育出黑龙眼、狮头、鹅头、望天眼、水泡眼、绒球、翻鳃、紫、蓝、球鳞等10个品种。近年来,变异品种更多,估计达160多种。达尔文对这些事实非常注意,在《物种起源》中系统描述了中国关于金鱼人工选择的过程和原理。(图22)


  图21 《古今图书集成》中二条缺少背鳍的变异的金鱼图

  多姿多彩的金鱼的培育成果,是中国对世界人民美化生活的重要贡献。公元1502年,中国金鱼传入日本,公元1611年传入葡萄牙,公元1728年,由于荷兰人工繁殖成功,遍及欧洲;公元1900年以后,美国先后由日本和中国引进金鱼品种,现在金鱼已经成为世界人民普遍喜爱的观赏动物。

  (3) 著名花卉品种的形成

  古代人民利用生物的变异培育了许多花卉品种。宋代刘蒙在《菊谱》一书里,曾经描述了35个菊花品种。面对这么多怪异多姿的菊花,他悟出一个非常深刻的道理。他认为:无论是菊花或是牡丹,在古代,其品种都不如现在的多,菊花和牡丹一样,都是时常产生变异的。只要人们年年选取并保存其变异,就可以得到新的菊花品种。现在之所以有这么多新的菊花品种,就是这样不断选择变异形成的。他还认为:无论是牡丹或是菊花现在还都在发生变异,将来也还要继续发生变异,只要“好事者”继续不断地进行选择,新品种就会继续形成和出现。这种把变异和对变异的不断选择看成是生物由少数类型发展为多数类型的原因,反映了我国古代关于生物变化发展的观念,这对后人是有深刻影响的。


  图22 金鱼演化图表

  明代夏之臣还进一步认识到“忽变”(突变)与花卉品种繁多的关系。他在《亳〔bo驳〕州牡丹述》中说:“牡丹其种类异者,其种子之忽变者也。”300多年前,夏之臣就以“忽变”来解释牡丹种类的差异,这是十分难能可贵的。在这里“忽变”一词,已相当于本世纪初年荷兰植物学家德弗里斯所创用“突变”一。当然,由于时代的局限,当时中国学者还不可能像后来德弗里斯那样,提出一套完整的突变学说。

  总之,我国古代在人工选择育种方面,有着丰富的经验。达尔文曾从我国古代的人工选择的经验中吸取了丰富的养料,并给以高度的评价。他在《动物和植物在家养下的变异·人工选择》这部著作中写道:“在前一世纪,‘耶稣会会员们’出版了一部有关中国的巨大著作,这一著作主要是根据古代《中国百科全书》编成的。关于绵羊,据说‘改良它们的品种在于特别细心地选择那些预定作为繁殖之用的羔羊,给予它们丰富的营养,保持羊群的隔离’。中国人对于各种植物和果树也应用了同样的原理。皇帝上谕劝告人们选择显著大型的种子,甚至皇帝还亲自进行选择。……关于花卉植物,按照中国传统来说,牡丹的栽培已经有1400年了,并且育成了200到300个变种。”达尔文研究过中国许多著作,他对中国在人工选择育种方面取得的重大成就是了解的。他认为,实际上中国古代人民就已经发现了人工选择的原理。所以他在《物种起源·家养状态下的变异》中说:“如果以为选择原理是近代的发现,那就未免与事实相差太远……在一部古代的《中国百科全书》中,已经有关于选择原理的明确记述。”


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