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書摘 3
第二章 白眼果蠅
愛智者每事必問。──古希臘唯物主義哲學家赫拉克利特斯（Heraclitus）
量子物理學家費曼（Richard Feynman）曾在加州理工學院演講廳發表有關彩色視覺的演說，向聽眾說明人類眼睛和腦部在看到紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫時的一連串分子活動，而這一連串反應也是分子生物學最初的發現，教費曼著迷不已。現場有聽眾提問：「你說得沒錯，但你看到紅色時，心裡究竟在想什麼？」費曼的回答是：「我們科學家處理這種問題的方法是：暫時不去理睬那些想法。」
午夜時分，班澤想到這話還是不禁微笑。晝夜顛倒的他此時正神采奕奕。他常向博士後研究員複述費曼這段話：「﹃暫時不去理睬那些想法。﹄這話說得好。其實我們本來就常這麼做。我們對某個問題有種本能，有種感覺，可能是自己解決不了，暫時逃避。不過哲學家可不會忽視它，說不定他們愛的就是解決不了的問題，要是解決得了，就沒有意思了。」
班澤和學生想解決的問題，正是科學家和哲學家有史以來就無法解決、卻又不容忽視的問題。西元前五世紀，現代醫學之父希波克拉提斯（Hippocrates）曾造訪原子物理之父德謨克利特。他發現德謨克利特坐在花園裡，周遭全是開膛剖肚的野獸屍體。原來德謨克利特正在研究憂鬱症的病因，希望能治好自己，並教導他人如何醫治。這是解析行為的初次嘗試，比現今早了約二十五個世紀。
西元二世紀，希臘醫師蓋倫（Galen）描述，他和朋友曾為一頭母羊剖腹生下一隻小羊，刻意不讓牠見到自己的母親，一生下來就把牠送到另一個房間，房裡放了一碗碗的酒、油、蜂蜜、奶水、穀物和水果。蓋倫寫道：「我們看到這隻小羊自己站起身來，甩乾從母體帶來的羊水，牠做的第三件事是用腳搔身體，接著我們看見牠嗅聞房裡陳列的每一種食物，牠聞到了奶水，把它舔乾，此時大家不由自主地吶喊，明白希波克拉提斯所謂『動物的天性不教自會』的意思。」
希波克拉提斯和蓋倫想把人的天性歸諸於四大要素：火、風、土和水。所謂天性，英文稱為temperament，源自拉丁文temperare，「混合」之意。蓋倫認為，每個人都是這四種要素的混合。占星家想把人的天性歸因於星辰，想找出兩種無限天地的關聯，亦即我們頭上的穹蒼和我們腦袋中的天空。有些裝果蠅的牛奶瓶就是用星象圖案標示：比如十二宮之一的處女座，以半文半圖、半希伯來、半腓尼基文字表達，而瓶上標示的正是它一慣的意思「處女」（指瓶內未交配的雌果蠅）。十字圖案上畫圓圈意味著雌性，原本是金星的記號，意味生生不息。而圓圈上畫箭頭意味雄性，原是火星的記號，象徵不幸的災難。
「塑造我們的種子本身，不單刻畫著我們先祖的體態形貌，也收納了他們的思想和性向，這多麼奇妙！」十六世紀的法國散文家蒙田（Michel de Montaigne）寫道：「如此無限的形式究竟藏在那粒種子的哪個地方？這些漫不經心卻又毫不規律的相似發展，又如何代代相傳，讓曾孫像高祖，姪子像叔叔？」這個問題在蒙田的時代就和蓋倫的時代一樣，沒有答案。
莎士比亞可能是所有思索這些奧祕的人中，首位用「天性」（nature）和「教養」（nurture）兩個詞的人。他在最後一齣劇作《暴風雨》（The Tempest）中，描寫普洛斯派洛（Prospero，莎翁所有戲劇中最接近他自己的角色，是所有藝術家、科學家和哲學家的原型）抱怨他的養子卡利班（Caliban）：
魔鬼，天生的魔鬼，在他的天性上
教養永遠無法駐足；我白費力氣
全屬徒然。
每一位詩人，每一位劇作家、每一對父母，都為先天和後天、天性和教養之間的矛盾迷惑不已。亞伯是牧羊人，該隱是種地的，但兩人同出於亞當及夏娃。以掃善於打獵，常在田野，而雅各為人安靜，常住在帳篷裡；以掃渾身有毛，雅各皮膚光滑，但雅各是抓住以掃的腳跟出生的。
一八三○年代末期，達爾文首創演化論，他在祕密筆記中的字跡教他想起自己激進派的祖父伊拉斯摩斯‧達爾文，後者在一個世紀之前即發表了演化的理論。達爾文猜想自己是否正是「遺傳心智」的實例，而他的表弟蓋爾頓（Francis Galton）讀完《物種起源》之後掩卷思索，自己之所以一口氣讀畢這本書，是否因為「此書傑出的作者和我自己都源自共同的祖輩-伊拉斯摩斯‧達爾文之故」。蓋爾頓和達爾文各花了數十年時間，收集許多和遺傳相關的例證和軼事，他們只是模模糊糊地稱之為「遺傳」，因為演化論雖然以此為基礎，他們對遺傳如何運作卻毫無所悉，對這個祕密所知也不比蓋倫多，只是達爾文的理論為後人建立了立論的基礎。
「天性抑或教養」這個問題就像其他關於生命的基本問題一樣，毫無定論，直到二十世紀。每個論點都如那隻名叫急旋的突變種果蠅一般，一逕旋轉，直到死亡。每一組號稱能解決這個問題的新思維，最後都不了了之，就像班澤工作室中的人腦，切斷的脊髓漂浮在福馬林裡。在發現基因之前，這個問題根本無法解答。
最先發現遺傳學規則的，是住在捷克布魯諾地方的修士孟德爾（Gregor Mendel）。一八五○年代時，他負責照管修道院的菜園和實驗溫室，在為不同品系的豌豆授粉時，有了前所未有的發現。他授粉的豌豆各有特性，有的表面平滑，有的有皺褶，有的顏色是黃色或綠色，植株也有高或矮……等等，共有七組相對照的特性。他為這些不同特性的豌豆相互授粉後，發現子代豌豆的各種性質並未混合，而是保持不變，往往要過好幾代才會顯現其他特徵。這樣的實驗並不困難，即使希波克拉提斯或德謨克利特也可以作，而這個實驗之所以劃時代，就是因為它證明了遺傳符合古希臘人的原子觀念。高的特性不會和矮的相混合-在人類身上會混合，但豌豆不會。孟德爾很幸運，正好用豌豆作實驗，其遺傳特性非常清楚明顯，歷經世代都不會混淆，因此孟德爾假定它們受到不同因子的掌控。日後生物學者重讀孟德爾的實驗報告，自然明白這些因子就是遺傳因子，但究竟孟德爾本人怎麼想的，沒有人知道。不過值得一提的是，他也和班澤一樣，受過物理學訓練。
三十年前，班澤和另一位分子生物學的創始人史坦特（Gunther Stent）一起去爬富士山，迄今班澤還對他在山上初嚐的橘子念念不忘。半途中，他們到廟裡借宿過夜，廟祝是個老嫗，她透過翻譯問班澤和史坦特的職業，他們才剛開始說明，老太太就說：「噢，孟德爾。」
孟德爾以豌豆作實驗，而達爾文的表弟蓋爾頓則抓住人類遺傳因子這個靈感。他受到《物種起源》的啟發，寄了上百封信和問卷給親朋好友，詢問家庭成員的相似之處，尤其是雙胞胎的特性。他畢生搜羅這方面的資料，並發明新的分析統計方法，其間還把一份隔了數代遺傳的行為範例寄給達爾文參考：
一名位居要津的紳士睡覺時有個怪癖。他妻子發現他躺在床上熟睡時，會緩緩把右臂舉向臉孔，直到額頭上，接著用力一抽，手腕就重重敲在鼻樑上。這樣的行為並非每晚發生，只偶爾出現，沒有任何原因。有時候會持續不斷達一小時，甚至更久。由於這位紳士鼻子很高，鼻梁常因這樣的打擊而覺得疼痛……
他去世多年後，兒子娶了媳婦，後者從不知道公公生前有這樣的行為，卻也在自己先生身上看到同樣怪癖，只是先生的鼻子沒那麼高，不會疼痛……而他們的孩子中有個女兒也有同樣行為。
蓋爾頓在《自然遺傳》（Natural Inheritance）一書總結：「我們似乎是一點一點地遺傳。」這是他解釋家庭傳承相似外貌與行為的唯一方法，不過他的遺傳資料並不像孟德爾豌豆實驗的資料那般簡明清晰；他和達爾文都沒讀過孟德爾於一八六六年發表在當地自然史學會期刊上的報告。
直到一九○○年一月，有位植物學者在報告中引述了孟德爾的研究結果，大家才逐漸明白孟德爾的發現對遺傳問題的重要性；次年，另外兩位學者也引用了孟德爾的報告。三份報告都深受重視，不過遺傳因子究竟何指，依然眾說紛云，爭議不斷。其中抱著懷疑態度詳究者，就是美國遺傳學者摩根（Thomas Hunt Morgan）。他於一八六六年孟德爾發表研究報告那年，生於肯塔基州萊辛頓。
一九○七年秋，當時身為哥倫比亞大學動物學教授的摩根，叫學生在實驗室窗邊放幾根香蕉招來果蠅，師生倆當時都沒有想到孟德爾。這位學生想在黑暗中養殖生物，研究牠們會不會喪失趨光的本能。摩根建議學生用果蠅來研究，因為他的實驗室太小又太擁擠，只有二十三呎長、十六呎寬，裡面養了鴿子、雞、海星、老鼠和黃鼠等動物。摩根過去受的是老派自然學者的訓練，樂於和這些生物共處一室，實驗室才會這麼擁擠。
摩根的學生潘恩（Fernandus Payne）抓了幾隻果蠅，任牠們在黑暗中繁殖。他在極短的時間內，就注意到果蠅的變化。第十代果蠅趨光的速度似乎較第一代慢，潘恩後來寫了一份報告〈黑暗中的四十九世代〉（Forty-nine Generations in the Dark）。只是這份作業不久便失傳，班澤一九六六年製作逆流分布器時，對這個研究一無所知。
接下來摩根決定試試能不能讓果蠅快一點改變。摩根雖然有錢，對實驗室的經費卻斤斤計較。這也是他喜歡以果蠅為實驗對象的原因。他用一般的燈泡當顯微鏡的燈，燈罩是和潘恩一起切割錫罐做成的。至於養果蠅的瓶子，傳說是他和學生趁著早上步行上實驗室時一路順手牽羊，偷曼哈頓街頭牛奶箱中的半品脫空瓶而來，而從哥大學生餐廳偷來的瓶子更多。後來班澤也繼承了這項傳統。
摩根讓他的果蠅經過冷、熱和 X光處理，想創造出外觀和其他果蠅不同的品種，還把酸、染色劑、鹽、糖和酒精注入果蠅的生殖器。雖然在放大鏡下，每隻果蠅都有同樣的六隻腳、同樣翅脈的翅膀、同樣明亮的紅眼睛，摩根卻依舊仔細觀察，期待看到突變種出現。這正是班澤將繼承的志業，只是班澤的實驗較為複雜，他觀察的是果蠅的行為，而非身體外觀。
一九○九年秋初，摩根以新方法加速果蠅的演化。他把重心放在果蠅胸部的黑色三叉圖案，日以繼夜只培育三叉圖案變化最大的果蠅，看看這種人為選擇是否能造成果蠅突變，但週復一週，他和潘恩只看到帶有普通圖案的普通果蠅。
一九一○年一月初，摩根面對著成排成排偷來的牛奶瓶，告訴訪客：「我們浪費了兩年的時間。」然而，就在幾天後，摩根看到一隻特別的果蠅，牠胸部的三叉圖案比一般果蠅黑，也比較明顯；接著又發現另一隻果蠅，在翅胸部交會處有一塊黑斑點；接著，在成千上萬外表幾乎相同的紅眼果蠅中，他終於發現了一隻白眼果蠅。
摩根的妻子莉莉安當年恰巧懷孕，對他的實驗極感興趣，孩子們長大後，她在實驗室中也有極大的貢獻。即使是多年後，寶寶的誕生和突變種果蠅的發現在家族歷史中仍被相提並論。莉莉安津津樂道摩根去醫院探視她的情景。
「白眼果蠅身體怎麼樣？」她問。據家人說，摩根每天晚上都把果蠅帶回家，放在床頭的瓶子裡睡覺。
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