第十三章 透过一扇狭小的窗户
生物学家乔治·沃尔德[1]曾经将他那极其专业的研究课题——眼睛的视觉色素，比作一扇狭小的窗户：“如果你从远处看，只能看到一丝亮光。随着你越走越近，视野将变得越来越开阔。直到最后当你来到窗前时，透过同一扇狭小的窗户，你看到的将是整个宇宙。”
所以，我们只有将注意力先后集中在人体的个别细胞、细胞内的微细结构、这些结构中的那些分子产生的根本反应之上，我们才能理解外来化学品的偶然介入，对人体内部环境所产生的最严重、最深远的影响。而医学研究最近才转向对那些制造能量的细胞的研究。人体非凡的能量产生机制，不仅构成了健康的基础，也构成了生命的基础，其重要性甚至超过了大多数重要人体器官。因为，如果没有有效的产生能量的氧化作用，人体的各项机能都无法正常运行。而很多针对昆虫、啮齿类动物和杂草的化学农药，将直接攻击人体系统，扰乱这一运行完善的机制。
促使我们了解细胞氧化的研究成果，是生物学和生物化学领域中最引人瞩目的成就之一。许多诺贝尔奖得主都对此做出了巨大贡献。在一些早期研究的基础之上，相关研究不断往前推进，至今已经持续了1／4个世纪。尽管如此，这些研究还没有穷尽所有的细节。此外，唯有在过去10年中，各种零散的研究才整合在了一起，生物氧化作用才得以成为生物学家们所众所周知的常识。更重要的是，那些在1950年前接受基本医学培训的医务人员，几乎没有机会认识到氧化过程的重要性、以及扰乱这一重要过程的危险性。
产生能量的终极任务，并不是由某个特定的人体器官独立完成的，而是由人体中的各个细胞所共同完成的。一个活体细胞，就像一团火焰，燃烧燃料以产生生命所需的能量。这一比喻很有诗意，但并不准确。因为，细胞进行“燃烧”的基础，仅仅是维持生命有机体正常体温所产生的适当热量。然而正是这微微燃烧的的数十亿团火苗，点亮了我们的生命之光。如果它们不再燃烧，那么：“没有一颗心脏能够跳动；没有一颗树木能够抗拒地心引力的作用而向上生长；没有一只变形虫能够在水中游弋；没有一种感觉能够沿着神经传导；也没有任何思维的火花，会在人类的头脑中闪现。”——化学家尤金·拉宾诺维奇[2]这样说道。
细胞内物质转化成能量的过程，是一个永不停歇的过程，是自然界生生不息的循环之一，就像一个不断转动的轮子一样：一颗又一颗微粒、一个又一个分子——碳水化合物燃料以葡萄糖的形式，被送入这个轮子之中。在这个循环过程中，燃料分子发生分裂，并发生了一系列细微的化学变化。这个变化过程是一步步发生的、是有序进行的，每一步都受到一种特殊的酶的引导和控制。这种酶具有非常特别的功能，它只负责这一件事。每一步都会制造出能量、并排出废弃物质（二氧化碳和水）。接着，这个已被转化的能量分子，被传输到下一阶段。当不断转动的轮子转了整整一圈后，原来的能量分子，已分解成了一种新的形态。它已准备好和新来的分子结合，开始一轮新的循环。
在这一过程中，细胞起到了化学工厂的功能。这一过程是生命世界中的一大奇迹。而事实上，所有发挥功上都是微乎其微的，让这一奇迹更显神奇。除了少数例外，细胞都是非常微小的，只有借助显微镜才能发现它们。然而氧化作用的绝大部分过程，都是在一个比细胞还小得多的舞台上、在一个叫作线粒体的微粒中发生的。尽管在60多年前，我们就发现了线粒体的存在，但过去我们一直误以为，线粒体不过是一种功能不明的未知细胞成分，很可能并没有什么重要功能。直到20世纪50年代，线粒体研究才开始成为一个令人兴奋、并富有成果的领域。这一领域似乎突然引起了高度关注：在短短5年中，就有1000篇相关的论文问世。
解开线粒体之谜，体现了人类惊人的创造力和毅力，让人们再次深感敬畏。不妨先试想一下，线粒体是多么微小——即便用显微镜把它放大300倍之后，肉眼仍然几乎无法看到它。然后再想象一下，将如此微小的线粒体分离出来、单独取出、并分析其组成成分、确定其复杂的功能，需要什么样的技能。然而，在电子显微镜和生物化学家精湛技能的帮助之下，这些工作现在都已经完成了。
现在我们知道，线粒体是一个微型的多种酶的小包装集合体。氧化过程中所需要的各种酶，在线粒体中一应俱全，它们精确而有序地排列在线粒体的各个内壁和隔层之间。线粒体是“动力工厂”，绝大多数制造能量的反应过程，都是在线粒体中发生的。在细胞质内进行第一轮、也是最基础的氧化之后，那些能量分子就被送入线粒体中。氧化过程正是在线粒体中完成的，大量能量也是从这儿释放的。
如果不是为了获取如此重要的成果，线粒体中永不停歇的氧化过程，就没有什么意义了。在氧化过程每一阶段中所产生的能量，以生物化学家们常常提起的ATP（三磷酸腺苷）的形式出现，ATP是一种内含三种磷酸基团的分子。ATP之所以能提供能量，是因为随着与它结合的电子的高速穿梭和能量的流动，它能将自己的一个磷酸基团转化成其他物质。就这样，在一个肌肉细胞中，当一个位于末端的磷酸基团被转移到正在收缩的肌肉中时，这个肌肉细胞就获得了收缩所需的能量。这时另外一个循环产生了——这是一个循环之中的循环：一个ATP分子放弃了一个磷酸基团，只保留着另外两个，于是它就变成了ADP（二磷酸腺苷）。但随着氧化作用的轮子继续转动，结合了另一个磷酸基团的ADP，又恢复成了ATP。有人曾用蓄电池进行类比：ATP相当于充电态的蓄电池，ADP相当于放电态的蓄电池。
ATP是通用的能量货币——从微生物到人类的一切有机体中，都存在ATP。ATP为肌肉细胞提供机械能；为神经细胞提供电能；精细胞、受精卵（即将发生的一系列巨变，将把一颗受精卵变成青蛙、小鸟或人类的婴儿），还有能够分泌激素的细胞——所有这些细胞都配备着ATP。ATP的部分能量在线粒体中被消耗了，但它的绝大多数能量，被输送到细胞中，为其他活动提供能源。某些细胞中线粒体的所在位置，就足以说明其功能，因为它们就分布在方便将能量准确输送到所需之处的有利位置：在肌肉细胞中，它们簇拥在收缩纤维周围；在神经细胞中，它们分布在细胞之间的连接处，为传递电脉冲提供能量；在精细胞中，它们集中在头部和负责推进的尾部之间的连接处。
给“电池”充电的过程，也就是ADP和一个自由的磷酸基团结合、还原成ATP的过程。这一过程和氧化过程耦合，两者之间的紧密联系称为偶联磷酸化作用。如果两者的结合变成了非耦合式的，就意味着无法提供可用能量。呼吸在继续进行，但没有提供能量。细胞就像一台空转的发动机，能产生热量，但不能产生能量。肌肉无法收缩，神经冲动也无法沿着神经通路传递。精子无法到达其目的地。受精卵无法继续复杂的分裂和发育。对从胚胎到成体的任何生命体来说，非耦合化具有灾难性的后果：最后将导致组织乃至生命有机体的死亡。
解耦联是如何引起的呢？辐射就是一种解耦联剂。有人认为，暴露在辐射下的那些细胞，就是这样死亡的。不幸的是，很多化学品也能把氧化过程和能量制造过程相分离，杀虫剂和除草剂就是其中的典型代表。正如我们所知，酚类化合物对新陈代谢具有强烈影响，会导致体温升高，有可能致命。这是解耦联的“空转的发动机”效应所引起的。二硝基酚和五氯苯酚都是这类酚类化合物中的代表，它们被广泛使用于除草剂中。除草剂中的另一种解耦联剂是2，4-D。氯代烃中的DDT，就是一种已被证实的解耦联剂。更深入的研究也许会发现，在此类化学品中还存在别的解耦联剂。
但并非只有解耦联会让生命体中数万亿细胞的小火苗全部或部分熄灭。我们已经知道，氧化过程的每一阶段，都受到一种特殊的酶控制并推进。如果这些酶——哪怕只是其中一种——受到摧毁或削弱，细胞中的氧化循环就会戛然而止。无论哪种酶受到影响，都会导致这样的后果。氧化过程不断循环，就像一个不断转动的车轮。如果我们在车轮辐条中扔进一根撬棒，那么无论我们把撬棒扔在哪儿，后果都是一样的：车轮将停止转动。同样，如果我们摧毁了将在氧化过程中发挥作用的任何一种酶，氧化过程都会停止，再也无法产生能量，因此其最终后果和解耦联极为类似。
目前常用的杀虫剂中的好几种化学品，就像那根扔进车轮中的撬棍一样，会破坏氧化作用。目前已发现，多种杀虫剂均对氧化循环中的一种或多种酶具有抑制作用，包括DDT、甲氧滴滴涕、马拉硫磷、吩噻嗪，还有各种二硝基化合物。它们可能会堵塞整个能量制造过程、并导致细胞无法获得可使用的氧。这种损伤将引发多种灾难性后果，在此只能提到其中几点。
我们会在下一章中看到，实验人员仅仅通过系统性地抑制氧气供应，就使正常细胞变成了癌细胞。我们可以在一些针对正在发育的胚胎进行的动物试验中，看到细胞缺氧所产生的其他重大后果。由于缺乏氧气，原本有序平稳的组织生长和器官发育受到了干扰，导致畸形和其他异常情况出现。如果人类胚胎缺氧，很可能导致先天性畸形。
种种迹象表明，有人已注意到这种灾难比以前多了，但很少有人深入探查并找出其中所有原因。这个时代出现了种种不祥的预兆。其中之一就是，1961年，美国人口动态统计办公室启动了一项全国范围的先天畸形儿的调查，调查表中有一项说明：统计数据将为先天畸形的发生情况及其所处环境提供事实依据。毫无疑问，这样一些研究将直接针对辐射进行后果测评。但有一点不能忽视，很多化学品就是辐射的好搭档，它们会产生同样的后果。据人口动态统计办公室预计，未来将出现一批残疾或畸形的孩童。几乎可以肯定，其中一些残疾儿和畸形儿，就是那些在我们的体外和体内横行肆虐的化学品所导致的。
繁殖率下降很可能也和生物氧化过程受到干扰、引起举足轻重的蓄电池ATP减少有关。即便是在受精之前，卵子也需要获得充足的ATP，为即将付出的巨大努力做好准备——一旦精子进入、发生受精，那么就需要消耗大量能量。精子是否能够到达并穿透卵子，取决于自身的ATP供应，这些ATP产生于大量簇拥在细胞颈端的线粒体中。一旦受精过程完成、细胞开始发生分裂，那么以ATP形式提供的能量，在很大程度上决定着胚胎发育能否最终完成。一些研究青蛙和海胆的卵子（它们最便于研究）的胚胎学家们已经发现，如果ATP下降到某个关键水平之下，卵子就会停止分裂并很快死亡。
胚胎学实验室中的发现，并非不可能在知更鸟筑巢的苹果树上重演：鸟巢中有一窝蓝绿色的鸟蛋，但鸟蛋冰凉冰凉的。前几天一直在闪烁的生命之火，现在已经熄灭了。或者，在一棵高大的佛罗里达松树的树梢上，一堆横七竖八、但又规则有序的小树枝之上，躺着3枚硕大的白色鸟蛋，现在也冷冰冰的、毫无生气。知更鸟和小鹰为什么没有孵化出来呢？这些鸟蛋，是不是也和实验室的青蛙卵一样，仅仅因为缺乏足够的通用能量货币——ATP分子——完成生长过程，就无法再发育了？那么，是不是因为亲鸟体内和这些蛋卵中存在足量的杀虫剂，婴儿能量供应所依赖的氧化车轮停下了，所以才导致ATP缺乏？
现在没必要去猜测鸟蛋中杀虫剂的含量了，观测这一点要比观察哺乳动物的卵子容易得多。无论是在实验室中还是在野外，只要鸟儿接触过DDT或其他碳氢化合物，鸟蛋中就一定能发现大量残留的此类物质，而且浓度很大。在加利福尼亚州的雉鸡蛋中，包含多达349 ppm的DDT。在密歇根，从被DDT毒死的知更鸟的输卵管中取出的鸟蛋，DDT浓度高达200 ppm。鸟巢中由于亲鸟中毒而失去看护的鸟蛋，也含有DDT。受到附近农场的艾氏剂荼毒的鸡，也将这种化学物质传到了它们下的蛋中。实验室那些喂了DDT的母鸡下的蛋中，也含有65 ppm的DDT。
我们已经知道，DDT和其他（可能全部）氯化烃会通过使某一种特殊的酶失去活力或阻断耦合作用，阻止能量产生这一循环。了解这一点后，你将难以想象，一枚含有残留化合物的鸟蛋，如何能完成复杂的发育过程：无数次的细胞分裂、组织和器官的形成、各种重要物质的合成、最终形成一个活的生命体——这一切都需要大量能量，即，唯有新陈代谢的车轮才能制造的ATP。
我们没有理由认为，这些灾难性事件仅仅发生在鸟类身上。ATP是普遍通用的能量货币，而制造ATP的新陈代谢循环，在鸟类、细菌、人类和老鼠身上，都发挥着同样的作用。因此，任何一种生物的生殖细胞中都存在杀虫剂的事实，足以让我们担忧，因为杀虫剂对人类很可能也会产生类似影响。
此外，有迹象显示，这些化学品不仅存在于产生生殖细胞的组织中，也存在于这些细胞中。在多种鸟类和哺乳动物的生殖器官中，都发现了长期积累的杀虫剂，包括：控制条件下的野雉、老鼠、豚鼠，为防治榆树病而喷洒农药的地区中的知更鸟，还有在西部森林中漫步的小鹿——为防治云杉食心虫，这些地区也喷洒了农药。一种知更鸟睾丸部位的DDT浓度，高于体内其他部位的DDT浓度。野雉的睾丸部分也积聚了高达1500 ppm的DDT。
在进行实验的哺乳动物中，发现了睾丸萎缩的现象，很可能是这些化学品在动物性器官中大量残留的后果。暴露在甲氧DDT中的老鼠，其睾丸特别小。喂了小公鸡DDT后，其睾丸只能长到正常长度的18%。而生长取决于睾丸激素的鸡冠和垂肉，也只有正常尺寸的1／3长。
损失ATP也会影响精子本身的质量。实验表明，二硝基酚会让公牛精子的活力减弱，因为二硝基酚会扰乱能量耦合机制，导致不可避免的能量损失。如果进行调查，很可能会发现，其他的化学品也会产生这样的影响。医学报告中记载了用飞机喷洒DDT杀虫剂的人员罹患少精症的病例，这说明这些化学品有可能会影响人类。
作为人类整体，比个体生命更加宝贵的是我们遗传的基因，它是我们和过去、和未来的联系纽带。我们的基因是在漫长的岁月中进化而来的，不仅造就了今天的我们，而且还掌握着人类的未来——无论那意味着希望还是威胁。然而，由于人造药剂而出现的基因衰退，是我们这个时代的一大威胁，“是对人类文明的最后的、也是最严重的威胁。”
在这儿，化学物质和辐射再次表现出不可避免的极端相似。
遭受辐射的活体细胞，会受到各种伤害：正常分裂能力遭到损毁；染色体结构发生改变；承载遗传物质的基因，很可能发生了突变，导致它们的后代产生新的特征。如果是特别敏感的细胞，很可能会立刻被辐射杀死，或者在若干年之后，转变成恶性细胞。
所有这些辐射的后果，可以通过一大堆类辐射或模拟辐射的化学物质，在实验室中进行模拟。许多用作除害剂的化学品——包括杀虫剂和除草剂，都属于这类物质。它们会损害染色体、干扰正常的细胞分裂过程，或者导致基因突变。这种对基因物质的伤害，很可能导致暴露其中的个体罹患疾病，其影响也可能在受害者的后代中体现出来。
数十年前，还没人意识到辐射或化学物质的这些不良效应。那时，原子还无法被分裂；那些后来用于模拟辐射的化学物质，几乎都还没有出现在化学家的试管中。接着，1927年，德克萨斯大学的动物学教授H.J.穆勒[3]博士发现，如果将一个生命有机体暴露在X射线下，其后代会出现基因突变。穆勒的发现，打开了科学界和医学界的广阔新天地。后来，穆勒凭借其卓越成就获得了诺贝尔医学奖。世人很快就见识了原子弹爆炸那可怕的灰色烟尘。现在就连对科学一窍不通的门外汉也知道，辐射会导致什么样的后果。
20世纪40年代早期，奥丁堡大学的夏洛特·奥尔巴赫[4]和威廉·罗伯森（William Robson）也做出了类似的发现，尽管这一发现受到的关注相对少得多。在对芥子气进行研究后，他们发现，这一化学物质会导致永久性的染色体异常，并且无法和受辐射而导致的染色体异常相区分。他们用果蝇进行试验——穆勒当初对X视线的研究也以果蝇这种生物为研究对象，结果发现芥子气同样能引发基因突变。第一种化学诱变剂就这样被发现了。
目前人们发现的化学诱变剂，除了芥子气之外，还有长长一列其他化学品，它们都能改变动植物的遗传物质。想要弄懂化学物质如何改变遗传进程，得先看看在活体细胞这个舞台上，上演着怎样的生命戏剧：
组成生命体的组织和器官的细胞，必须具有不断繁殖的能力，这样才能让个体生长发育、让生命一代代延续。细胞数量上的增长，是通过细胞有丝分裂或核分裂实现的。在一颗即将分裂的细胞中，会发生一系列极为重要的变化。变化首先发生在细胞核中，最后波及整个细胞。在细胞核中，染色体会神秘地移动并分裂，按照那古老的模式排列好，将遗传决定因素——基因——传递给子细胞。首先，它们会形成细长的线状，基因就分布在这条线上，就像用线串在一起的一串珠子一样。随后，每条染色体会进行纵向分裂（在此过程中基因也发生了分裂）。当细胞一分为二时，分成两半的染色体会均衡分布在两个子细胞中。通过这种方式，每一个新的细胞中都含有一套完整的染色体，其中包含所有的遗传信息。通过这种方式，物种的完整性得以保存，各种生物才能代代相传。
在生殖细胞的形成过程中，会发生一种特殊的细胞分裂。任何一种生物的染色体数量都是固定不变的。因此，既然精子和卵子需要合二为一、创造新的个体，那么它们只能带来自己的一半染色体。因此就需要通过细胞分裂过程中染色体行为的变化，无比精确地完成这一过程。在这种情况下，染色体并不发生分裂，而是由每一对染色体中的其中一条，直接进入到子细胞中。
在这出自然界的戏剧中，所有生命体都是平等的。细胞分裂的过程，对所有地球上的生命来说，都是一样的。从人类到变形虫，从高大的云杉到最简单的酵母细胞，如果不进行细胞分裂，它们都无法长久地生存下去。所以，任何扰乱有丝分裂的事物，对生命有机体及其后代来说，都是一种严重的威胁。
“细胞形成的各大主要特征——比如，有丝分裂——都已有超过5亿年、近10亿年的悠久历史，”乔治·盖洛德·辛普森[5]和他的同事皮腾德里（Pittendrigh）、蒂法尼（Tiffany）在他们包罗万象的著作《生命》（Life）中这样写道，“从这个意义来说，生命世界尽管无疑是既脆弱又复杂的，却能熬过岁月长河、惊人地耐久，比那些高山更加耐久，而这完全依赖于遗传信息一代又一代的精确复制。”
但在这些作家所描述的亿万年间，并没有出现像20世纪中叶那样直接、那样强大的威胁——即人造辐射和人为制造、人为散播的化学品的威胁，威胁着这“令人难以置信的高度精确性”。澳大利亚著名医生和诺贝尔奖获得者麦克法兰·伯内特爵士[6]认为，这是我们时代“最显著的医学特征之一”，“随着越来越多高超的治疗手段的出现，以及越来越多的生物学实验领域之外的化学物质的产生，隔离诱变剂和内在器官的常规性保护屏障，越来越频繁地遭到突破。”
有关人类染色体的研究，尚处于起步阶段。因此，直到最近，科研人员才有可能去研究环境因素对染色体的影响。直到1956年，新技术的出现，才使我们确定了人类细胞中染色体的数量——46，并能让我们能详细地观察它们，发现整条染色体或部分染色体究竟存在还是缺席。环境影响导致基因受损的概念，也是相对新颖的。除了那些遗传学家外，很少有人理解，但人们很少听取遗传学家们的建议。各种形式的辐射所带来的危害，现在已经为人所知，——尽管在一些地区仍然遭到否认，这真让人惊讶。穆勒博士曾经多次谴责，“这么多人拒不接受遗传学原理，不仅包括那些做出重大决策的政府官员，也包括那么多医学界人士。”化学制剂有可能扮演着类似于辐射的角色——这一观点几乎没有进入大众的意识中，也没有引起医学人士和科学工作者的注意。正因如此，普遍使用化学品（而不是仅仅用于实验）所引发的后果，还没有得到评测。完成这一工作是极有必要的。
麦克法兰爵士并不是唯一一位提及潜在危险的人。著名的英国权威专家彼得·亚历山大博士（Dr.Peter Alexander）也说过，类放射化学物质“也许存在比辐射更大的危险”。穆勒博士凭借其多年在遗传领域的杰出成就警告道，各种化学物质（包括以杀虫剂为代表的那类物质）“会和辐射一样，增加基因突变的频率……在现代环境中，我们暴露在多种非常见化学物质中，它们将影响我们的基因，甚至导致基因出现突变。但至今为止，我们仍然不甚了解这种影响的厉害程度”。
人们普遍忽视化学诱变剂所存在的问题，很可能是因为，最初的一些发现都是基于一些科学实验。毕竟我们不会把氮芥从空中洒向所有人。只有进行实验研究的生物学家，或将它用于癌症治疗的医生，才会接触它。（最近有报告称，一位接受这种疗法的病人，其染色体受到损伤）。但许多人都已近距离接触过杀虫剂和除草剂。
尽管这个问题并没有引起多少关注，但仍然可以收集到不少关于这些杀虫剂的资料。这些资料证明，它们的确会干扰细胞的重要进程，轻则引发染色体轻度损伤，重则导致基因突变，甚至出现细胞恶化的终极灾难。
蚊子暴露在DDT中好几代后，会转变成一种雌雄同体的怪异生物——一半是雄性，一半是雌性。
接触了酚类化合物的植物，会遭到严重的染色体破坏、基因改变、出现大量的基因突变，导致“不可逆转的遗传性变更”。经典的遗传实验对象——果蝇，在接触酚类化合物后也会发生基因突变。这些果蝇在接触一种常见的除草剂或尿烷后，会出现足以致命的基因突变。尿烷属于一种叫做氨基甲酸盐的化学物质，越来越多的杀虫剂和其他化学农药，都是用这种化学物质制成的。实际上，为了防止土豆在储藏时发芽，人们会喷洒两种氨基甲酸盐——确切地说，是因为它们具有阻止细胞分裂的作用，这点已经得到了证实。还有一种阻止发芽的物质——马来酰肼，已被列为危险的强效诱变剂之一。
喷洒过六氯化苯（六六六）或林丹的植物，根部出现了瘤样肿块，畸形得可怕。它们的细胞会变大，染色体的数量增加了一倍，因此变得格外肿大。在未来的分裂中，染色体继续成倍增长，直到最后细胞不可能再分裂。
喷洒过除草剂2，4-D的植物，也会产生瘤样肿块。其染色体会变短、变粗、缠结在一起。细胞分裂会严重延迟。据说其影响大致接近于X光照射。
这仅仅是一部分例子，还有许多例子可以引证。至今仍未出现旨在测评这类杀虫剂的诱变剂效应的综合性研究。上文中所引用的事实，都是细胞生理学或遗传学研究的副产品。目前我们亟需直接针对这一问题展开研究。
一些科学家虽然承认环境辐射对人类的强大危害，却质疑化学诱变剂是否具有同样的负面作用。他们同意辐射物质具有强大穿透力的观点，但他们怀疑，这些化学品是否也能抵达生殖细胞。至今为止，关于化学物质对人类影响的直接研究少而又少，我们不得不再次受制于这一事实。然而，我们已经在鸟类和哺乳动物的生殖腺和生殖细胞中发现了大量DDT残留物，这一强有力的证据足以说明，至少氯代烃不仅会扰乱全身组织，还会渗透进遗传物质。宾夕法尼亚州立大学的大卫·E.戴维斯（David E.Davis）教授最近发现，有一种被有限应用于癌症治疗中的强效的化学物质，能阻止细胞分裂，也能引起鸟儿不育。这种药物的亚致死剂量，能使生殖腺的细胞停止分裂。戴维斯教授已经在一些野外试验中取得了一些成功。由此来看，期盼或幻想生命有机体的生殖腺能躲过环境中的化学物质的侵害，显然缺乏依据。
最近一些关于染色体异常的医学发现，具有非比寻常的意义，并引发了人们的强烈关注。1959年，英国和法国的几个研究小组发现，他们各自独立的研究指向了相同的结论：人类的一些疾病是正常染色体数量受到干扰而引发的。在这些研究人员调查过的病例中，染色体的数量都不正常。举个例子，现在我们已经知道，所有典型的先天愚型患者（唐氏综合征患者），都多了一条染色体。有时，这条多余的染色体会附着在另一条染色体上，因此染色体的数量仍然是正常的46条。但通常来说，那条多余的染色体与其他染色体是分开的，因此患者的染色体就变成了47条。对于这些患者来说，出现缺陷的初始原因，一定源自于上一代人。
但在美国和英国的一些慢性白血病人身上，似乎运行着另一种机制。人们已经发现，在这些病人的一些血液细胞中，长期存在染色体异常的情况，其表现为一条染色体出现了部分缺失。但这些病人的皮肤细胞中的染色体数量是正常的。这说明，染色体异常并非形成于赋予这些个体生命的生殖细胞中，而只是某些特定的细胞受到了损害（在这一案例中，受到损害的是造血前体细胞）。染色体的部分缺失，有可能剥夺了这些细胞正常“发号施令”的能力。
自从这一领域的研究展开之后，和染色体受到干扰相关联的身体缺陷，在以惊人的速度飞快增长，迄今为止已经突破了医学研究的界限。有一种叫作克莱恩费尔特综合征（先天性睾丸发育不全症）的疾病，和一条性染色体的复制有关。患者应该算是男性，但因为他携带着两条X染色体（变成了XXY，而不是正常的男性性染色体XY），他是不正常的。除了不育症之外，这种疾病还常常伴随身材过高、精神缺陷等问题。与之相反，那些只有一条性染色体的个体（变成XO，而不是正常的XX或XY），实际上是女性，但缺乏许多女性的第二性征，这种情况还伴随着各种各样的生理方面的（有时是精神方面的）缺陷，因为X染色体必然携带着各种各样的特征基因。这种疾病称为特纳氏综合征。这两种疾病在医学刊物中早有记载，而其发病原因迟迟未被发现。
在多个国家中，研究人员针对染色体异常这一课题，展开了大量工作。以克劳斯·帕陶博士（Dr.Klaus Patau）为首的一组威斯康星大学的研究人员，重点研究先天性畸形，通常包括智力迟钝在内。智力迟钝的病理原因似乎是：在一个生殖细胞形成的某个节点，一条染色体发生了断裂，碎片没有妥善地重新分配，因此这条染色体只有一部分被复制了。这样的不幸事件，很可能会影响胚胎的正常发育。
根据现有知识，一整条多余的染色体，通常是致命的，因为它会导致胚胎无法继续存活。只有在三种特殊情况下，胚胎才能继续存活下去。其中之一当然就是先天愚型。而一部分附着在其他染色体上的多余碎片，尽管严重损害肌体功能，却未必是致命的。而且，据威斯康星大学的研究人员称，这种情况正好解释了大量目前无解的小儿先天患有多种缺陷的病例，这些缺陷中通常包括智力迟钝。
迄今为止，这仍然是一个全新的研究领域。科学家们更关心的是找到染色体异常和各种疾病、发育不全之间的关联，尚未细究其病理原因。将某个单一因素当成细胞分裂过程中损害染色体或导致染色体出现反常行为的唯一原因，显然是不明智的。但现在我们任凭自然环境中充满各种化学物质，而这些化学物质具有直接攻击染色体、影响染色体乃至于引发多种疾病的力量。我们能够无视这一事实吗？以这种手段阻止土豆发芽或者赶走露台上的蚊子，我们付出的代价会不会太高了？
如果我们愿意，我们可以减小它们对基因遗传的威胁，基因遗传是经过20亿年的原生质进化与选择而赋予我们的遗产，目前这一遗产只属于我们，但将来我们必须将它传给我们的子孙后代。在保护这一遗产方面，现在我们做得还很不够。尽管有关法律规定，化学品生产商必须对其产品进行毒理测试，但法律并没有强制他们检测化学物质的遗传效应，所以他们并没有那样做。
【注释】
[1]乔治·沃尔德（George Wald，1906—1997）：美国科学家，以研究视网膜色素而著称。
[2]尤金·拉宾诺维奇（Eugene Rabinowitch，1901—1973）：德裔美国生物物理学家。
[3]H.J.穆勒（Hermann Joseph Muller，1890—1967）：美国生物遗传学家，辐射遗传学的创始人，1933年获诺贝尔生理学和医学奖。
[4]夏洛特·奥尔巴赫（Charlotte Auerbach，1899—1994）：德国犹太动物学家和遗传学家，基因突变研究的奠基人之一。
[5]乔治·盖洛德·辛普森（George Gaylord Simpson，1902—1984）：美国著名古生物学家。
[6]麦克法兰·伯内特爵士（Sir Macfarlane Burnet，1899—1985）：澳大利亚微生物学家，主要研究免疫学，1960年与彼得·梅达瓦（Peter Medawar）一起获得诺贝尔生理学或医学奖。