於1892年提出的種質學說。遺傳物質(即種質)僅透過性腺傳遞。每代身體的體細胞都是由種質重新發育而來。]]
奠基前的19世紀提出了種質學說。]]
種質(,)是19世紀由德國生物學家奧古斯特·魏斯曼提出的生物學概念。該理論認為,多細胞生物的遺傳訊息僅透過性腺(卵巢和睾丸)中的生殖細胞進行傳遞,而不受體細胞的影響。與此相關的觀點是,訊息無法從體細胞傳遞給生殖細胞系(這與拉馬克主義相反),此現象被稱為**'(Weismann barrier)。在某種程度上,該理論預示了現代遺傳學的發展。
此外,在發育生物學中,種質(有時亦稱為極質,)也指某些模式生物(例如秀麗隱桿線蟲、黑腹果蝇、非洲爪蟾)卵細胞的細胞質中存在的一塊特定區域,其中含有決定生殖細胞發育世系的決定子(determinants)。當合子經歷有絲分裂時,種質最終僅限於形成胚胎的少數細胞,而這些生殖細胞隨後會遷移到性腺之中。
歷史
「種質」(Keimplasma)一詞最早由德國生物學家奧古斯特·魏斯曼(1834–1914)使用,並在其1892年的著作《種質:一種遺傳理論》(Das Keimplasma: eine Theorie der Vererbung)中進行了詳細闡述。 他的理論指出,多細胞生物由含有並傳遞遺傳訊息的生殖細胞,以及執行一般身體功能的體細胞所組成。
在種質學說中,多細胞生物的遺傳僅透過生殖細胞(即配子,如卵細胞和精子)來實現,身體的其他細胞則不具備遺傳媒介的功能。這種影響是單向的:生殖細胞產生體細胞和更多的生殖細胞;而生殖細胞不會受到體細胞在生命中所學習到的任何經驗或身體獲得的任何能力的影響。遺傳訊息無法從體軀(soma)傳遞到種質並傳給下一代,這被稱為**'。 如果這個觀點成立,便排除了由讓-巴蒂斯特·拉馬克等人提出、並被查爾斯·達爾文在《物種起源》及泛生論(pangenesis)遺傳假說中所接受的「獲得性遺傳」。
然而,仔細閱讀魏斯曼整個職業生涯的作品會發現,他的觀點其實更為細緻。與達爾文一樣,他堅持認為多變的環境是導致遺傳物質發生變異的必要條件。 複製羊「桃莉」的誕生,透過體細胞核移植技術證明了成年細胞仍保留了完整的遺傳訊息,而非如魏斯曼所假設的那樣隨著發育而逐漸丟失,這項實驗終結了魏斯曼該假說作為後生動物發育普遍規律的地位。然而,在某些動物群體中,體細胞確實會透過(somatic genome processing)輕易地丟失遺傳訊息。最著名的例子是線蟲,西奧多·包夫來於1887年首次描述了其染色體消減(chromatin diminution)的現象。
這個想法在某種程度上被弗朗西斯·高爾頓於1865年發表在《麥克米倫雜誌》(Macmillan's Magazine)上的一篇文章所預見,該文提出了該概念的初步版本。1889年,魏斯曼致信高爾頓表示認同:「您在論文中闡述了一個觀點,該觀點在一個本質要素上,與我的種質連續性理論所包含的核心觀點非常相似。」
現代觀點
魏斯曼屏障的觀點(即生物體在生命期間獲得的變化不能影響其後代)至今仍被廣泛接受。在分子生物學中,這一點被延伸為分子生物學中心法則,該法則斷言,以蛋白質形式編寫的訊息無法反饋到由核酸編碼、可遺傳的遺傳訊息中。
然而,魏斯曼關於生殖細胞完全不受體細胞或其環境影響的觀點,已被證明並非絕對。構成遺傳密碼的核苷酸鹼基的化學修飾(例如胞嘧啶的甲基化),以及 DNA 圍繞其組織成高階結構的組蛋白的修飾,都會受到生物體代謝和生理狀態的影響,且在某些情況下是可以遺傳的。這些變化被稱為表觀遺傳學(或稱後成遺傳學),因為它們並未改變核苷酸的排列序列。
參考文獻
外部連結
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