赫爾曼·約瑟夫·穆勒

赫爾曼·約瑟夫·穆勒(Hermann Joseph Muller)於1890年12月21日出生在美國紐約，祖籍德國，祖父於1848年革命後來到美國。父親雖受過法律教育，但一直從事家傳的青銅工藝製作。母親是法國人，典型的賢妻良母。穆勒從小喜歡收集昆蟲和小動物，常隨父親野外郊遊和到自然歷史博物館參觀，對生物進化和自然科學產生濃厚興趣。 穆勒在科學和學術上的貢獻主要是在輻射遺傳學和進化論等方面，特別是他對輻射遺傳學的研究，為實驗遺傳學開闢了新的領域。?

不幸的是，他9歲時父親就去世了。國小畢業後，穆勒進了莫里斯中學，曾組織紐約市第一個中學生科學俱樂部，1907年以優異成績畢業。同年，他考入哥倫比亞大學並獲得獎學金。大學二年級時，由於讀了洛克（H.R.Lock）的《遺傳、變異和進化》一書，從此對遺傳學產生了濃厚興趣，遂選定遺傳學作為自己的主攻專業。在校期間，他組織了大學生生物俱樂部。在聽了威爾森（E.B.Wilson）的細胞學和染色體遺傳理論之後，穆勒學會了用遺傳學觀點思考生物學問題。1910年，穆勒大學畢業，獲學士學位，隨後到康乃爾大學醫學院，一邊當生理學助教，一邊繼續深造。1912年因研究神經衝動的傳導作用而獲得碩士學位。同年，他被摩爾根招收為研究生，從而進入“蠅室”從事果蠅遺傳學的研究。1914年，他發現了果蠅的彎曲翅突變體，進而確定該基因在摩爾根預言其存在但尚未發現的果蠅第Ⅳ連鎖群。由於他的天才和勤奮，深受摩爾根的喜愛。他與布里吉斯、斯特蒂文特成為摩爾根的最得力的助手。穆勒具有豐富的想像力、嚴密的推理和巧妙的實驗設計能力，在基因交換、基因在染色體上的直線排列、染色體和基因連鎖圖的繪製等方面，他都有著重要貢獻。特別是他提出的以雜交後代群體中重組型配子數與親本總配子數的比值即交換值作為連鎖基因在染色體上的距離的想法深受摩爾根的讚賞。1915年出版的《孟德爾遺傳機制》一書，便是由摩爾根主編，斯特蒂文特、穆勒、布里吉斯共同參與完成的遺傳學經典名著。
1916年，穆勒在果蠅中又發現了交叉干涉現象。由於在染色體交換方面的經典研究，同年他獲得博士學位。隨後，他應朱利安·赫胥黎（Julian Huxley）之邀，到德克薩斯州休斯敦水稻研究所講學，在那裡他開始研究基因突變，研究基因與性狀之間的複雜關係，分離和繪製控制遺傳特性數量表達的修飾基因。1918年，他發現提高溫度會增加突變率的證據。1920年他回到哥倫比亞大學繼續進行遺傳突變理論研究。1921年出版了《由單個基因的改變而引起的變異》。1921~1931年，穆勒在德克薩斯大學任教，1925年成為教授。1926年他發現X射線可以誘發突變。他研究了果蠅的突變率並設計了檢測致死突變的C1B法。1927年他寫的一篇題為《基因的人工誘變》（Artificial transmutation of the Gene）的經典文章發表在《科學》雜誌上，這使他成為國際知名的科學家。
1932年，穆勒到達柏林，在古根海默研究基金的資助下，進入奧斯卡·沃格特大腦研究所工作。在那裡，他與蒂莫菲維一萊索夫斯基（Timofeev?Ressovsky）一起研究突變，提出物理模型（包括“靶子學說”），探索基因結構。希特勒上台後，他作為一個社會主義的支持者曾遭逮捕，後經營救獲釋，隨即離開德國，應尼古拉·瓦維洛夫的邀請，他來到位於列寧格勒的蘇聯科學院工作。穆勒相信，在一個共產主義國家，他可以發展自己的社會主義思想，並把他的研究用於改進人類的生存條件，他認為蘇聯會支持遺傳學。從1933年到1937年，穆勒先後在列寧格勒和莫斯科科學院從事輻射遺傳、細胞遺傳和基因結構研究，取得不少成果。然而，李森科偽科學的出現徹底摧毀了蘇聯遺傳學。穆勒與李森科進行了針鋒相對的鬥爭。他在李森科偽科學剛剛起來作祟時就曾憤起反擊，把科學遺傳學與李森科偽科學的鬥爭比喻為醫學與巫術、天文學與占星術、化學與煉丹術的對抗。但是李森科由於有史達林的支持，很快飛黃騰達，穆勒只得離開蘇聯，志願去為西班牙內戰服務。他參加了西班牙志願軍，在一個加拿大營隊里為反對法西斯、保衛馬德里而戰鬥。?
1938年，穆勒到英國愛丁堡大學動物遺傳所工作，研究因輻射損傷而死亡的胚胎染色體的變異。在那裡，他遇見了一位來英國避難的有一半猶太血統的德國女子D·凱托諾維茲（Dorothea Kantorowiez），二人一見鍾情，次年結為夫婦。1940年，他們回到美國。從1942年到1945年，穆勒先是在麻薩諸塞州阿默斯特學院任教並繼續研究遺傳學。1945年，穆勒到印第安納大學任動物學教授，直至1967年4月5日病逝於印第安納波利斯。?
穆勒是20世紀最有影響的遺傳學家之一，一生共發表372篇論文，其中最重要的論文是《基因的人工誘變》（1927年）。他生前是美國國家科學院院士，英國皇家學會會員，華盛頓特區第四科學分公司遺傳生物學部主任。他曾擔任過幾個遺傳學會和代表大會的主席，還獲得過印第安納大學優秀教授的榮譽稱號。1946年因輻射遺傳學研究方面的重大貢獻而獲得諾貝爾生理學和醫學獎，他是繼摩爾根（1933年）之後獲得諾貝爾獎的第二位遺傳學家。?
穆勒在科學和學術上的貢獻主要是在輻射遺傳學和進化論等方面，特別是他對輻射遺傳學的研究，為實驗遺傳學開闢了新的領域。?
穆勒是輻射遺傳學的創始人。1912年他進入“蠅室”就對果蠅的自然突變體進行研究並取得不少進展。但是，穆勒認為，在自然條件下果蠅的突變頻率是很低的。為了提高基因的突變頻率，穆勒決定採用強有力的、由放射源產生的短波電磁輻射這樣的“利器”來干預基因。從1921年開始，整整10年穆勒在德克薩斯大學的一間地下室里，不知疲倦地探索用射線誘發基因突變以及檢測這些突變的方法。他採用X射線照射果蠅，發現X射線能大大提高基因的突變頻率，在一定範圍內突變率與輻射劑量成正比。在《基因的人工誘變》一文中，他寫道：“已十分肯定地發現，用較高劑量的X射線處理精子，能誘發受處理的生殖細胞發生高比例的真正的‘基因突變’。……高劑量處理的突變率要比未受處理的生殖細胞高出約15000%。”穆勒同時還指出：X射線既可引起基因突變，也可引起染色體畸變；用X射線誘發的可見突變中，絕大多數為隱性突變，但也有少量的顯性突變；無論是顯性突變還是隱性突變，往往出現致死效應。
穆勒對輻射誘變的研究，導致他在遺傳理論方面提出“微粒基因”的觀點。因為基因的變化可以在它受到粒子打擊時引起，所以完全有理由認為基因本身也是一種粒子。如果基因是真實存在的，人們就可用〖JP3〗像自由電子這樣的“子彈”去攻擊它，並對基因的大小進行估算。“微粒基因”的概念主要是穆勒在果蠅的研究中形成的，後來在齊默（K.G.Zimmer）的“轟擊理論”中進一步得到發揮，這一理論也被稱為“靶子學說”。?
不過，在穆勒的輻射誘變探索過程中最為人稱道的還是他設計出的一系列檢測突變，特別是隱性致死突變的方法。穆勒認為，設計出的檢測方法必須是：要有一種通過標記基因鑑別一個特定染色體的可靠手段；要防止這個染色體從同源染色體那裡通過交換得到一個新的基因；然後還要讓這條染色體進入這樣一種組合，在那裡它能表現出突變變化。在檢測果蠅X染色體和常染色體基因突變中，穆勒創造的很多方法都是按上述要求設計的。例如他創造的C1B法和Muller?5技術可用來檢測X染色體上的隱性突變或致死突變；他創造的平衡致死系統可用來保存和檢測常染色體上的突變基因。穆勒的這些方法和技術，後來都被編入大學遺傳學教科書。
與研究輻射遺傳相聯繫，穆勒在生物進化方面也作出了重要貢獻。在《基因的人工誘變》一文中，穆勒已經指出：“由X射線產生的變異，至少其中有許多同那些不加這些處理所得到的‘基因突變’完全是同一種，只是後者得到的機會要稀罕得多，而我們相信它是進化過程中的一磚一瓦。”這裡，穆勒已經十分明確地指出，無論是以X射線引起的基因突變還是自然界的突變，其本質上是一樣的，都是進化過程中的“一磚一瓦”，也即：突變為生物進化提供基本的材料。穆勒正是通過自然界提供的事實和他的實驗證據告訴人們一種信念：正是突變過程造成了我們所研究的進化，而進化過程又是可以進行人工干預而加快的。不過，穆勒在實驗中也清醒地看到，雖然用X射線，?、?、?射線等物理因素及其他化學因素均可以引起生物基因突變，大大提高突變率，但突變多數是有害的，甚至是致死的，自然界的自發突變亦然。生物群體中由於有害基因的存在，從而造成生物群體對生存環境條件適應度的降低，穆勒把這一現象叫做“遺傳負荷”，這一科學概念他在1950年正式提出，對進化遺傳學和群體遺傳學產生了重大影響。
穆勒對遺傳學作出了重要的理論貢獻。他把基因看作是生命的源泉，因為只有基因能自我複製。他相信一切選擇和進化都是在基因的水平上起作用。他充分認識到人類染色體的損傷來自電離輻射，強調要保護人類的種質不受輻射污染，主張開展運動反對在醫學上濫用X射線，反對不負責任地套用核燃料和試驗核子彈。1955年他參加了以著名物理學家A.愛因斯坦為首的7位科學家呼籲禁止核武器的活動。?
毫無疑問，穆勒是上世紀一位思想進步、對人類充滿同情、富於正義感的科學大師，值得人們永遠尊敬和懷念。