علم ژنتيك

فرمول بندی اولیه نظریه سلولی، به ویژه در شکل کلاسیک آن که ماتیاس شلایدن و تئودور شوان به سال ۱۸۳۹ ارائه کردند. برای توسعه مفهوم پیوستگی ژنتیکی چندان مفید نبود. در سال های اولیه سده نوزدهم (۱۸۰۲) ک.اسپرنگل تصور می کرد که سلول ها به شکل دانه ها یا حبابچه هایی در درون سلول های دیگر شکل می گیرند. او احتمالاً دانه های نشاسته را به جای سلول های جدید در حال تشکیل اشتباه گرفت. معهذا و علی رغم انتقادهای دیگران این ایده اشتباه توسط دیگران نیز اقتباس شد و حتی توسط خود شلایدن تا سال ۱۸۴۹ مورد پذیرش بود. همین طور در مورد توان، چنین به نظر می رسد که ایده هایش را در مورد تشکیل سلول های جدید از نقطه نظرات کریستیا فردریش ولف در یک سده پیش تر (۱۷۶۸؛۱۷۵۹) برگرفته است. به طور خلاصه، شوان فکر می کرد که سلول های جدید باید بیرون از سلول های موجود از میان مواد زمینه ای که تصور می رفت در بین سلول ها وجود دارند و یا از درون سلول های قدیمی با نوعی تبلور از شیره مادر به وجود می آیند. ایده های بهتر در مورد پیوستگی ژنتیکی سلول ها بر پایه کشف رابرت براون (۱۸۳۱) مبنی بر اینکه هسته خصوصیت معمول هر سلول در گیاه گلدار است، پا گرفت. (رابرت براون، برخلاف اینکه اغلب گفته می شود هسته سلول ها را کشف نکرد. هسته ها پیش از وی نیز بارها و بارها دیده شده بودند. آنچه او واقعاً انجام داد توسعه مفهوم عمومی از ضرورت هسته برای سلول بود». کار شلایدن و شوان در مورد سلول های جانوری، مانند سلول های طناب پشتی (نوتوکورو) و غضروف در حال رشد جنین ها اجازه داد تا این مفهوم به سلول های جانوری و نیز گیاهی بسط داده شود.
تقسیم سلولی در آن زمان به دقت و موشکافانه توسط تعدادی از پژوهشگران مشاهده شده بود؛ ج.پ.اف.تورپین (۱۸۲۶)، بی.سی.دومورتیه (۱۸۲۳) در جلبک های رشته ای، توسط هوگوفون مول(۳۹ـ۱۸۳۵) در جلبک های رشته ای و در گیاه پنجه گرگ آنتوسروس؛ توسط ج.مین (۱۸۳۰) در جلبک های سبز و ریسه های کپک ها و جوانه های انتهایی و نوک ریشه های گیاهان گلدار؛ و توسط سی.جی.ارنبرگ (۱۸۳۳) در تقسیم دوتایی تک سلولی های گوناگون، به ویژه مین وفون مول بودند که استوارتر از همه در برابر دیدگاه های عنوان شده توسط شلابدن و شوان ایستادند و بر این باور بودند که سلول ها از تقسیم خود آنها به وجود می آیند. بیش از دو دهه، از ۱۸۴۰ تا ۱۸۶۰، این دیدگاه ها در اردوی گیاه شناسی، توسط اف.یونگر و کارل ناگلی و اردوی جانورشناسی توسط ا.کولیکر، آر.رماک و رودلف ویرشو جانبداری می شدند. این مردان ابتدا پذیرفتند که سلول ها در واقع از راه تقسیم نیز به وجود می آیند و نهایتاً پذیرفتند که تنها از همین راه به وجود می آیند. کلمه قصار ویرشو که اغلب نقل قول می شود (Omnis cellula e cellula) بر جدل دیرینه ای نقطه پایان گذاشت. نکته بسیار مهم این است که رماک و ویرشو هر دو مخالف نظر تشکیل سلول آزاد شلایدن و شوان بودند، زیرا آن را همسنگ (نظریه) زایش خودبه خودی می دانستند.
تغییرات بزرگ در دیدگاه ها ناگهانی رخ نمی دهد، گرچه دیدگاه های ویرشو و رماک نهایتاً پیروز شدند و اساس پیوستگی سلولی را که لازمه اساسی پیوستگی ژنتیکی کلی است بنا گذاشتند این بحث ها تا مدت ها پس از سال ۱۸۵۵ همچنان ادامه یافت. هنوز زیست شاسانی با این باور وجود داشتند که اگرچه سلول ها باید از تقسیم سلول های از پیش موجود زاییده شوند، می توانند از راه تشکیل سلول آزاد نیز منشأ گیرند. اما به تدریج سنگینی شواهد و عقاید عملی بر این باورها چیره شد.
یکی از مهمترین مشاهدات اولیه ای که در مورد طبیعت تقسیم سلولی به عمل آمد، این مشاهده ناگلی بود که هسته های دو سلول جدید از تقسیم هسته والدی پدید می آیند.(او این پدیده را در موهای پرچم گیاه برگ بیدی تراوسانتیا دید، که همچنان نمونه کلاسیک برای مشاهده تقسیم میتوز برای تمام دانش آموزان و دانشجویان زیست شناسی به شمار می رود). اما ناگلی تصور می کرد که تقسیم هسته یک استثنا است. در سایه کارهای پرزحمت و دقیق، کارل ویلهلم خهوفمایستر (در سال های ۹ـ۱۸۴۸)؛ استفاده از همان نمونه در هم ریختن غشای هسته را پیش از تقسیم سلول تشخیص داد و به وضوح به حضور دسته ای آنچه بعدها معلوم شد کروموزوم ها هستند پی برد. بر طبق مشاهدات وی اینها را می شد به دو گروه تقسیم کرد که هر یک از آنها در یکی از دو هسته جدید دوباره سازمان می یافتند. با توجه به اینکه تمام اینها بدون بهره برداری از رنگ آمیزی و میکروسکوپ های ابتدایی آن زمانه مشاهده شدند در واقع یک موفقیت فوق العاده بود، اما این واقعیت که دیگران نمی توانستند تمام آنچه را او می دید ببینید در مورد درستی کار هوفمایستر قانع نشدند.
چون حانورشناسان با سلول های منفرد در حال تقسیم مانند سلول های خونی در جنین جوجه و یا سلول های در حال تقسیم تخم های لقاح یافته جدید بی مهرگان دریایی کار می کردند، نخستین زیست شناسانی بودند که قانع شدند تقسیم هسته ای جزء همیشگی از تقسیم سلولی است. رماک سلول های خونی را در آخرین مراحل تقسیم، زمانی که با یک ساقه باریک به یکدیگر مربوط بودند و نیز هسته ای در حال تقسیم را که با یک رشته ظریف به هم متصل اند مشاهده کرد. او همچنین ساختارهای ستاره ای شکل را در برخی از سلول های در حال تقسیم دید. برخی از سلول شناسان جانوری متقاعد شدند که هسته اولیه در طول هر تقسیم سلولی حل می شوند و هسته ای جدید در درون سلول های جدید دوباره تجدید سازمان می یابند؛ تا سال ۱۸۵۲ رماک به این استنتاج رسید که مواد هسته ای در واقع از یک نسل سلولی به بعدی استمرار دارند. قابل توجه ترین شکست در تفسیر در آن ایام به ا.ج.بالیبانی مربوط می شود که یکی از نخستین زیست شناسانی بود که مواد تثبیت کننده و سپس رنگ کارمین را برای رنگ آمیزی انتخابی اجزاء متفاوت سلول به کار بست. با مشاهده تک سلولی های مژه دار در خلال تصریف، به اشتباه آنها را به عنوان جانورانی با دستگاه های عضوی شبیه جانوران پرسلولی فرض کرد. پس او هسته کوچک را به عنوان «بیضه» تک سلولی تفسیر کرد و اهمیت مشاهده نمونه های زیبای تقسیم های میتوزی را که می دید و ترسیم می کرد کاملاً از دست داد.
برای جمع بندی، تا سال ۱۸۷۰ عموماً پذیرفته شده بود که سلول ها جز از سلول های والدی منشأ نمی گیرند اما به خاطر در هم ریختن و ناپدید شدن هسته والدی در طول تقسیم سلولی، منشأ هسته های جدید در ابهام ماند. آنچه لازم بود علامت روشن و غیرقابل اشتباه از اجسام اصلی درون هسته، یعنی کروموزوم ها بودند که خود پیوستگی ژنتیکی خویش را برداشتند.
هر کروموزوم از یک کروموزوم، در برقراری مفهوم پیوستگی ژنتیکی، دهه پس از ۱۸۷۳ دوره مهمی بود. طی این سال ها جزئیات تقسیم میتوزی، مرحله به مرحله توسط تعداد زیادی از سلول شناسان، از جمله ادوراد استراسبرگرد والتر فلمینگ که به ترتیب بر روی مواد گیاهی و جانوری کار می کردند که از رهبران این جریان بودند، معلوم شد. تعدادی از این پژوهشگران به طور نزدیک درگیر مطالعه رویدادهای گامت زایی و لقاح بودند. ما در اینجا فقط به کشف توالی رویدادها تقسیم سلولی و هسته می پردازیم که دستاورد مهم زیست شناسی سده نوزدهم و به همان اهمیت خود نظریه سلولی است. می توان این پیشرفت قابل توجه علوم زیستی را با ظهور ژنتیک مندلی و یا نظریه داروینی منشأ انواع از راه انتخاب طبیعی مقایسه کرد که هر دو دستاورد عمدتاً حاصل کار یک نفر بودند، در حالی که در گشودن رازهای اساسی تقسیم میتوز سلول بیشتر نظیر پیشرفت های ژنتیک در سده بیستم است که در آن نظریه کروموزومی وراثت و روشن کردن نقش های DNA و طبیعت رمز ژنتیکی مستلزم کار فرادی بسیاری بود، گرچه برخی از آنها در نقش رهبران و یا مبتکران ظاهر شدند.
در سال ۱۹۰۰ سلول شناس امریکایی اِ.ب.ویلسون، که کار خود وی در پیوستگی ژنتیکی بسیار ثمربخش بود در نخستین ویرایش سلول در نمو و وراثت (صفحه۴۶) نوشت: «فقط در سال ۱۸۷۳ راه برای درک بهتر موضوع باز شد. در این سال کشف های انتون اشنایدر ک سریعاً توسط دیگران در همان جهت توسط بوچلی، هرمن فول، ادوارد استراسبرگر، ادوارد ون بندن، فلمینگ و هرتویگ دنبال شد نشان داد دکه تقسیم سلولی فرآیندی بس پیچیده تر از آن چیزی است که تصور می شد...».
یعنی توسط رماک و سایرین که فکر می کردند تقسیم سلول و هسته صرفاً شامل تنجیدگی هسته و جسم سلول است.
نخست معلوم شد که تقسیم سلولی همواره با تشکیل شکل رنگ ناپذیر موسوم به درک همراه است. فول شروع تشکیل و رشد دوآستر (اجسام ستاره ای شکل) را در تخم در حال تقسیم توتیای دریایی دید و اتوبوچلی یک ساختار رنگ ناپذیر دوکی شکل را مشاهده کرد که بین استرها تشکیل می شود و نهایتاً با یک انقباض یا شیار پیشرونده در ناحیه صفحه استوایی دوک بریده می شود. تا سال ۱۸۷۵ استراسبرگر نشان داده بود که این رویدادها در سلول مشخص گیاهی تا حدودی به طور متفاوت پدید می آیند. دستگاه دوک در واقع تشکیل می شود، اما ممکن است استرها در قطب های آن وجود نداشته باشد و هیچ شیاری در معلول در حال تقسیم تشکیل نشود. در عرض یک صفحه سلولی از میان استوای دستگاه دوک تشکیل می شود و به تدریج فراتر از دستگاه دوک ادامه می یابد و از تمام جهات به دیواره های سلول قدیمی می رسد. سپس دیواره سلولی سخت جدیدی که دو سلول دختری را از هم جدا می سازد به شکل لایه هایی در هر دو طرف صفحه سلولی رسوب می کند.
فول همین طور در مورد خود عناصر هسته ای مشاهده کرد که پس از در هم ریختن غشای هسته ای آنها دوباره پدیدار می شوند و در سال ۱۸۷۳ اشنایدر و کمی بعد آی.شیستاکوف توانستند اجسام مشخصی را که همان کروموزم ها بودند، رنگ آمیزی کنند و ببیند. این ساختارهای سلولی به ویژه در بررسی های استراسبرگر درباره سلول های گیاهی در حال تقسیم و توسط بالبیانی در سلول های ملخ به خوبی مشاهده شدند. ساختارهای رنگ آمیزی شده که در ملخ میله ای شکل و در سلول های گیاهی V شکل بودند به شکل مجموعه ای در مرکز دستگاه دوک دیده می شوند. سپس آنها تقسیم شدند ـ که استراسبرگر فکر می کرد عرضی است و دو بخش تشکیل شده به قطب های مقابل دستگاه دوک حرکت کردندو اسکارهرتوبگ نشان داد که این دو گروه کروموزوم هسته سلول های جدید را به وجود می آورند؛ و استراسبرگر نشان داد که در سلول های گیاهی مورد بررسی اش، پیش از آن که دستگاه دوک تشکیل شود، کروموزم ها در درون هسته به شکل رشته های دوگانه در هم تابیده دیده می شوند که سپس کوتاهتر و ضخیم تر می شوند.
والتر فلمینگ تأیید کرد که این از خصوصیات سلول های حانوری نیز هست و در سال ۱۸۷۹ مشاهده بس مهم تری از اضافه کرد؛ تقسیم هر کروموزوم عرضی نیست و در واقع طولی (در تمام طول آن) است. توالی رویدادهای میتوزی که از مواد تثبیت شده و رنگ آمیزی شده استنتاج شده بود با مشاهده تقسیم سلولی در سلول های زنده توسط فلمینگ و دبلیو.اشنایدر تأیید شد تا سال ۱۸۸۰ و ۱۸۸۲ وقتی سومین ویرایش ساختار سلولی و تقسیم سلولی استراسبرگر و اثر فلمینگ تحت عنوان ماده سلولی، هسته و تقسیم سلولی به ترتیب منتشر شدند داستان تقسیم میتوز تقریباً کامل شده بود. شاهد نهایی که دو نیمه از طول تقسیم شده هر کروموزوم از هم جدا شده و به قطب های مخالف سلول حرکت می کنند توسط بندن در سال ۱۸۸۳ در سلول های جانوری و اف.هیوسر در سال ۱۹۸۴ در سلول های گیاهی فراهم شد.
جالب اینکه دو تن از گشایندگان راز ماهیت سیرمیتوز، یعنی استراسبرگر و فلمینگ، بانی اشتباه جدی بودند که تا سال های سال پژوهندگان بعدی را گمراه کرد. خطای استراسبرگر، یعنی مفهوم تقسیم عرضی کروموزوم ها، مانع جدی در برابر این شناخت بود که عناصر ارثی به طور خطی در کروموزوم ها مرتب شده اند؛ زیرا اگر واقعاً کروموزوم ها به طور عرضی تقسیم می شدند، دو بخش آن از نظر ژنتیکی متفاوت می بودند و با هر کروموزوم می توانست تنها یک عنصر ژنتیکی واحد داشته باشد که پس از دو تا شدن به سلول های دختری داده شوند اما استراسبرگر چند سال بعد به خطای خویش پی برد. از طرف دیگر فلمبیگ به این دیدگاه خطای خود که تمام کروموزوم ها ابتدا با هم به شکل یک رشته طویل که آن را "Spireme" نامید متحد بوده و بعد به شکل کروموزوم های جداگانه شکسته می شوند پای فشرد. این مفهوم که صرفاً بر پایه مشاهدات ناکافی در مورد تعداد انتهاهای آزاد کروموزوم ها در هسته ای اوایل پروفاز استوار بود کمتر با اصول ژنتیک ناسازگار بود و در نتیجه دوام طولانی تری داشت. حتی در اواسط سده بیستم همچنان کتاب های درسی و معلمینی را می شد یافت که به این مفهوم تأکید داشتند؛ علی رغم اینکه با نگاهی دقیق به شکل های خود فلمبیگ در هسته های اولیل پروفاز به روشنی می توان دید که در هسته های پروفازی گوناگون بیش از دو انتهای کروموزونی قابل مشاهده اند.
هر کروموزوم از یک کروموزوم ـ این پیوستگی با تقسیم توده سیتوپلاسم که ممکن است بسیار از نظر مقدار نابرابر باشد، سخت در تناقص است؟ اهمیت این دریافت بلافاصله آشکار شد. ویلهلم روکس در سال ۱۸۸۳ پیشنهاد کرد که شکافتن طولی کروموزوم ها دلالت بر حضور آرایشی خطی از «کیفیات» ارثی متفاوت در طول هر کروموزوم دارد.
در سال ۱۸۸۴ کارل ناگلی گیاه شناس با ذکر کارهایش در فیزیولوژی گیاهی و دورگ گیری گیاهان به نظریه ای که از قبل فرض شده و او آن را «نظریه مکانیستی ـ فیزیولوژیک اصل و نسب» می نامید، استناد می کند. از یک جهت او در پی انتقاد از نظریه انتخاب طبیعی داروین بود اما از طرف دیگر در پی فراهم کردن طرح مفهومی برای سیستم فیزیکی در توجیه وراثت بود. به طور عجیب و غیر مسئولانه ای، همان طور که کشف های مندل را نادیده گرفته بود، تمام پیشرفت های معاصر در معرفت مربوط به نقش هسته های سلول های جنسی در لقاح و نیز تمام نشانه های اهمیت ژنتیکی کروموزوم ها را که از تقسیم میتوزی می توان استنتاج کرد، نیز نادیده گرفت. در عوض با استدلال اینکه اسپرم و تخمک علی رغم تفاوت اندازه در تعیین صفات موروثی زاده ها (به موپرتو نگاه کنید) سهم برابر دارند، ناگلی نتیجه گرفت که مواد ارثی نه تمام مواد تخمک بلکه فقط بخش ویژه ای از آن را تشکیل می دهد. او این ماده محدود ارثی را «ایدیوپلاسم» نامید. او تصور کرد که ماده ارثی باید نوعی شبکه باشد که در کل ماده سلول، هسته و سیتوپلاسم به طور یکسان، پخش است. با تقسیم تخمک لقاح یافته به سلول های جنین، ایدیوپلاسم در هر یک از سلول های جدید تقسیم شده و صفت ارثی خاص آن را پدید می آورد. تصور می رفت که تکامل از تغییراتی که در ایدیوپلاسم پدید می آید رخ داده باشد، تغییراتی که پیوسته ادامه دارد و توسط نوعی نیروی ذاتی در ایجاد تغییر چاره ناپذیر پیش می رود. برای فردی چون او که مصرانه ادعا می کرد زیست شناس مکانیست هم است این ناهماهنگی واقعاً نظرگیر است، اما به نظر نمی رسید که ناگلی توجه داشته باشد که در این دیدگاه کمترین منطقی وجود ندارد.
شاید لازم باشد ک اشاره ای هم به گزارش حجیم و درازمدت قیاس هایی بکنیم که بین وراثت و حافظه وجود دارد و این نکته بهتر از همه در یکی از سخنرانی های ایوالد هرینگ فیزیولوژیست در سال ۱۸۷۰ به عمل آمده است. دیالکتیک از این ایده که حافظه باید یک پایه آلی، یا ماده، ناهشیار داشته باشد تا ایده مشابهی که پایه مادی باید در انتقال «حافظه» از نسلی به نسل دیگر موجودات زنده دخالت داشته باشد، پیش می رود. ضعف این دیدگاه از مکانیسم کاملاً نظری آن به آسانی پیداست، که درست مثل دیدگاه ناگلی کشف های سلولی دست اول آن زمان را که اساس محکمی برای طبیعت واقعی پیوستگی ژنتیکی فراهم می کرد نادیده گرفت. دلیل آن را به آسانی می توان دریافت. هرینگ امیدوار بود که برای اعتقاد لامارکی خود که خصوصیات اکتسابی می تواند به ارث برسند، اساس مادی فراهم کند. در بین دیگران ارنست هگل در سال۱۸۷۶، ساموئل باتلر در ۱۸۷۸، اچ.ب. آدر ۱۸۹۳ و نهایتاً آر.سیمون در ۱۹۰۴ همه با همان فراموشی و نادیده گرفتن حیرت آور دانش رو به گسترش تقسیم سلولی، استمرار و فردیت کروموزوم ها و نظریه کروموزومی وراثت. به نظرپردازی های ماهرانه ای در مورد وارثت پرداختند. مثل داروین، در تلاش برای شرح اثرات ارثی فرضی محیط، آنها وجود «پلاستیدول ها» و یا واحدهای زنده دیگری را فرض کردند که می توانست در اجزای مختلف بدن تغییر و تبدیل یافته و سپس توسط سلول های تولیدمثلی به افراد نسل بعدی منتقل شوند. اما درست برخلاف داروین حتی یکی از آنها هم در پی آزمون نظریه خویش به کمک آزمایش های دیگر برنیامد. در واقع هیچ یک از آنها روشنی استدلال ها و دقت آزمون های موپرتو را در بیش از یک سده پیش در برابر واقعیات شناخته شده نداشت. بعکس به نظر می رسد که این فیلسوفان حیات از این نکته غافل بودند که حافظه در نهایت قیاس ضعیف از وراثت است، چون حافظه به طور آشکار تنها در جانوران دیده می شود، در حالی که وراثت خصوصیتی است که در گیاه و جانور هر دو به یکسان وجود دارد. هربرت اسپنسر در اثر خویش، با عنوان اصول زیست شناسی (۱۸۶۴) به همان اندازه نظرپردازانه و راکد بود. در فرضیه واحدهای زیستی تعیین کننده تحول، به روشنی نشانه کمتری از دانش و هوشمندی زیست شناختی او دیده می شود که چارلزبونه یک سده پیشتر نشان داده بود.
آگوست وایزمن، که زمانی دانشجوی ناگلی بود، هدف ارتباط دادن درست مفهوم ناگلی از ایدیوپلاسم را به پیشرفت های معاصر سلول شناسی در پیش گرفت. در نخستین مقاله مشهور خویش در مورد موضوع وراثت به سال ۱۸۸۳ وایزمن ژرم پلاسم را به عنوان دودمان پیوسته ای از سلول ها تعریف کرد که تخم لقاح یافته ای را که منشأ فرد جدید است با گامت های خود آن فرد که از اتحاد آنها تخم های لقاح یافته نسل بعد به وجود می آید مرتبط می سازند. او می نویسد «ما وسیله ای آشکار داریم که توسط آن وراثت تمام ویژگی ای انتقال یافته انحام می گیرد، یعنی از پیوستگی مواد سلول های زایشی یا ژرم پلاسم». وایزمن به دو اصل در مورد ژرم پلاسم تأکید کرد. اصل اول پیوستگی ژرم پلاسم است. طبق این مفهوم ماده بدن (سوماتوپلاسم) موجود در هر نسل همچون انشعابی از ژرم پلاسم، یا دودمان زایشی، به وجود می آید؛ بنابراین تمام خصوصیاتی ک به ارث می رسند باید وایزمن چنین بیان می کند که «تغییر در اجزای بدنی فقط زمانی پدید می آید که تغییرات مطابق آن در ژرم پلاسم مقدم بر آن رخ داده باشد». او همچنین استنتاج کرد که خصوصیات کسب شده توسط سلول های بدنی نمی توانند به نسل بعد منتقل شوند مگر آنکه مکانیسمی فیزیکی برای انتقال ذرات یا مواد اصلی از سلول های بدنی به ژرم پلاسم در بین باشد. وایزمن بر این باور بود که انتقال ذرات بسیار غیرمحتمل است و در سال های بعد خود وی با ترتیب دادن آزمایش هایی در پی آزمودن وراثت صفات اکتسابی برآمد. تمام کارهای بعدی وی غیر ارثی بودن هر خصوصیت کسب شده توسط سلول های سومایی را تأیید کد و از این تجربیان دومین اصل عمده خویش، یعنی جدایی ژام پلاسم را استنتاج کرد. با این اصل مقصود وی این بود که اثرات محیطی که به ارث می رسند باید مستقیماً در ژرم پلاسم اعمال شده باشند و نمی توانند در بافت های بدنی تولید شوند و از آنجا به ژرم پلاسم منتقل شده باشند.
وایزمن، مثل هرتویگ و استراسبرگر، ایدیوپلاسم ناگلی را با کروموزم ها یکی می دانست ولی این مفهوم را بسط داده و فرض را بر این گذاشت که هر کروموزوم از عناصر موروثی که آنها را «اید» id نامید، ساخته شده اند و خود اینها مرکب از تعیین کننده های موروثی هر صفت هستند. طی تکوین بدن، ایدها تعیین کننده های خود را رها کرده و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. تنها در سلول های زایشی است که تمام مجموعه ایدها به طور کامل حفظ می شود. به علاوه از نظر وایزمن هر کروموزوم شبیه هر یک از کروموزوم های دیگر بود. علی رغم شواهد فزآینده فردیت کروموزوم ها و نیز تقسیم طولی آنها که قبلاً بدان اشاره شد وایزمن در برابر تمام دیدگاه های مخالف طرح خویش ایستادگی کرد. اینجا ما مثالی عالی از دانشمندی را داریم که با بصیرت زیاد عمل می کند، ولی در دلبستگی به مدل مفهومی مطلوب خویش یا جزم اندیشی در برابر تمام شواهدی که او را به تغییر دیدگاه هایش می خوانند مقاومت می ورزد.
نظریه ای بسیار مشابه دیدگاه های امروزی در سال ۱۸۸۹ توسط هوگودو وربس تحت عنوان «تمام زایی درون سلولی» ارائه شد. هوگودو وربس می خواست عناصر موروثی، یا آنچه او آنها را پان ژنز می نامید، به هسته و کروموزوم ها و نیز فعالیت های آنها را به سلول خاص که در آن قرار دارند محدود سازد. این چیزی بود که وی آن را «درون سلولی» می نامید. پان ژنزهای دووریس از مفهوم ژن های سده بیستم کمی تفاوت داشت: در دیدگاه وی آنها کروموزوم ها را می ساختند، اما در عین حال به سیتوپلاسم انتقال می یابند و در آنجا فعال شده، در نتیجه تکوین سلول را کنترل می کنند. اما گروه نماینده از آنها همیشه می توانند در درون هسته باقی مانده تا با تقسیم میتوزی هم به سلول های بدنی و هم سلول های جنسی منتقل شوند. آیا تشابه بنیادی بین این پان ژنزها که تصور می رفت بر روی کروموزوم ها جای دارند و مفهوم امروزی ژن ها که از DNA (داکسی ریبونوکلئیک اسید) ساخته شده محدود به کروموزوم ها هستند و از طرف دیگر این تشابه این فرض که پان ژنزها برای تنظیم تکوین و کنترل خصوصیات ارثی از هسته به سیتوپلاسم می روند یا دیدگاه های امروزی در مورد RNA (ریبوکوکلئیک اسید) مایه اعجاب نیست؟ چون پان ژنزها محدود به سلول اند، یک به یک مطابق خصوصیات ارثی ویژه هستند و چون همیشه توانایی کامل در هسته وجود داشتند مدل مفهومی توسعه یافته توسط هوگود و وریس در برابر اصل جداسازی ژرم پلاسم و عدم توارث خصوصیات اکتسابی سازگاری داشت. متأسفانه استفاده از واژه «پان ژنز» موجب شد همه نظریه جدال برانگیز وراثت خصوصیات اکتسابی تداعی کنند که در سایه کار داروین دامن زده شد. در نتیجه دوریس، توسط افرادی که هرگز کتاب حجیم وی در مورد تمام زایی درون سلولی را نخوانده اند، به داشتن دیدگاه هایی کاملاً مخالف دیدگاه های خود وی مشهور شده است.
در آغاز قرن [بیستم] که با کشف درباره کارل مندل در واقع ژنتیک جدید پا به عرصه گذاشت، اساس سلول شناختی پیوستگی ژنتیکی برقرار شده بود.

● تمام اشکال حیات از حیاتی از همان نوع
مقصود ما از پیوستگی ژنتیکی این است که نه تنها تمام زندگی از زندگی زاییده می شود («قانون زیست زایی») بلکه خاص تر از این که هر موجود زنده ای از یک یا دو والد هم گونه خویش پدید می آید. از این رو خصوصیات خود را در یک دودمان بی وقفه از نیاکان خویش، تا شروع گونه مربوطه در زمین و نظریه تکامل، از شروع تمام اشکل حیات در زمین ارث برده است.
نظر مربوط به پدیدآمدن ابنای موجودات زنده از والدینی از نوع خود، نظری به قدمت خود بشر است، اما طی سده های بسیار این اعتقاد که آنها تنها از هیمن راه به وجود می آیند تردید وجود داشت. در سفر پیدایش، به وقت نقل داستان خلقت چنین آمده است که هر موجودی «از همان نوع خودش پدید می آید». ارسطو در نوشته های خویش که قدمت آنها به چهارمین سده پیش از میلاد مسیح می رسد، نظر ویژه تری دارد. در اثر خویش موسوم به تولید جانوران می نویسد:
«در جریان عادی طبیعت، زاده هایی که یک نر و ماده از همان نوع تولید می کنند موجود نر یا ماده از همان نوع است ـ برای مثال زاده سگ نر یا سگ ماده سگی نر یا ماده است».
اما کتاب مقدس به این اعتقاد عمومی توسل می جوید که اشکال ابتدایی حیات می توانند از راهی دیگر پدید آیند، مانند زمانی که شمشون «زنبورها» را در جسد شیری می یابد که خود کشته بود. ارسطو نیز به زایش خودبخودی موجودات زنده اعتقاد داشت، آنجا که در تاریخچه جانوران می گوید:
برخی گیاهان از دامنه گیاهان به وجود آمده اند، در حالی که سایر گیاهان از شکل گیری برخی عناصر اصلی مشابه دانه به وجود می آیند... پس در رابطه با جانوران، برخی از حانوران والد مطابق نوع خود سرچشمه می گیرند در حالی که بقیه به طور خودبخودی و نه از نسل موجود پدید می آیند؛ و برخی از این موارد پیدایش خودبخودی از مواد گیاهی و یا خاک در حال فساد پدید می آید و این در مورد پیدایش خودبخود تعدادی از حشرات مصداق دارد. در حالی که بقیه از راه زایش خودبخودی در درون بدن جانوران از ترشحات چندین اندام آنها پدید می آیند.
پیش از پذیرش این دیدگاه که وراثت از نوعی مکانیسم زیست شناختی نتیجه می شود، شبح زایش خودبخودی باید پایین کشیده می شد. از نظر ارسطو (بزرگترین زیست شناسی روزگار باستان) و تمام آنهایی که بدون شک تا سال ۱۶۰۰ یا دیرتر از نظریه های وی پیروی کردند، الگوی تحول را با علت غایی و علت صوری تبیین می کردند، که اولی نهایت آنچه موجود زنده برای آن وجود داشت و دومی لوگوس یا سرشت ذاتی آن بود. از چهار علت (ذکر شده) توسط فیلسوف یونانی، علت مادی توسط والد ماده و علت انگیزه (مؤثر) توسط والد پدری فراهم می شد. این دو علت مواد و انرژی برای موجود فراهم می کنند؛ ولی هیچ نشانه ای از اینکه علت صوری به طریقی از والدین منتقل شود وجود ندارد. بلکه بیشتر همبسته علت غایی است و در خود سرشت چیزها وجود دارد. از این رو با فرض وجود علل مادی و فاعلی مناسب با قدرت یک جانور خاص باید به همان سادگی که از کثافت و لجن یا ماده در حال فساد منشأ می گیرد از مواد و نیروی انرژی زای فراهم شده توسط والدینی از همان گونه منشأ گیرد.
ابطال عملی نظریه زایشی خودبخودی نیازمند مجموعه ای از تحقیقات بود که بیش از دو سده طول کشید و با تجربیات فرانچسکو ردی در سال ۱۶۶۸ آغاز می شود و با آزمایش های پاستور در سال های ۶۴ ـ ۱۸۶۰ پایان می پذیرد. ردی توانست نشان دهد که لاروهای مگس گوشت از تخم هایی که حشره در گوشت می ریزد پدید می آید و در غیاب این تخم ها، با آن که گوشت همچنان فاسد می شود، هیچ لاروی و در نتیجه هیچ مگسی نمو نمی کند. روش وی ساده بود و یک مورد مثال عالی از یک آزمایش علمی است که در آن نمونه شاهد به کار رفته است. برخی از لوله های آزمایش حاوی انواع گوشت، در باز رها شدند، در حالی که بقیه با کاغذ پوشیده و کاملاً مسدود شدند. در لوله های در باز مگس ها تخم ریزی کردند و لاورها نیز به موقع ظاهر شدند؛ ولی لوله های در بسته همچنان بدون کرم ماندند. سپس برای پاسخ به این ایراد که بستن لوله ها از ورود آزادانه هوا به درون آنها جلوگیری کرده است، ردی آزمایش های کنترل شده دیگری ترتیب داد که در آنها لوله های پیچیده ای را به کار برد که با وجود آن که اجازه عبور هوا می داد از ورود مگس ها جلوگیری می کرد. وی در برخی آزمایش ها با افزودن یک توری اضافی حفاظت دوگانه ای در برابر ورود مگس ها فراهم کرد. مگس ها بر روی این توری ها تخم ریزی کردند و با آن که تخم ها به شکل لاور درآمدند به خاطر اینکه توری ظریف تر از آن بود که اجازه عبور مگس ها را بدهد حتی یک مگس در گوشت در حال فساد پیدا نشد.
با وجود این یافته ها، ردی هنوز بر این باور بود که در برخی حالات خاستگاه انگل های درون بدن انسان و جانوران و یا کرم حشره موجود در پوست بلوط ـ باید زایش خود به خودی در کار باشد. با این حال کم کم شواهدی بر علیه این دیدگاه ها جمع آوری شد. در ۱۶۷۰ میلادی یان سوامردام، از پژوهشگران چرخه زندگی حشرات پیشنهاد کرد که کرم های حشره موجود در پوست بلوط به خاطر تغذیه در آنجا گرد آمده اند و لابد از حشراتی پدید آمده اند که نطفه و یا تخم های خود را درون این گیاهان ریخته اند. در ۱۶۸۷ آنتونی وان یهونهوک، دریکی از نامه های مشهور خویش به انجمن سلطنتی لندن که تازه تأسیس شده بود، از بافت های بریده شده ای می گوید که یکی از جراحان از پای یک بیمار برای وی آورده بود. در این بافت ها کرم هایی وجود داشت که جراح فکر می کرد با زایش خودبه خودی به وجود آمده اند. لیونهوک به آسانی آنها را لارو حشره تشخیص داده، به روی تکه ای گوشت گوساله انتقال داد و مشاهده کرد که آنها رشد یافته، به شکل شیره تغییر شکل داده و نهایتاً به شکل مگس ها درآمدند. مگس ها پس از آمیزش تخم های باروری تولید کردند که لاروهای شبیه انواع اصلی از آنها تکوین یافتند، هر چند لیونهوک آزمایش مهمی برای آزمون باور خویش انجام نداد، قویاً زایش خودبه خودی تک یاخته ای ها و باکتری های میکروسکوپی را که کشف کرده بود نفی کرد. او در سال ۱۶۹۴ (در نامه ۸۳) نوشت که «هیچ موجودی بدون تولیدمثل به وجود نمی آیند».
به علاوه آنتونیو والیسزی ـ در خلال ۱۱ ـ۱۷۰۰ ـ که از شاگردان کالبدشناس مارچلومالپیگی (۹۴ ـ ۱۶۲۸) بود به مطالعه طبیعت زخم های (Gall) گیاهی پرداخت و ثابت کرد که سوامردام در فرض خویش کاملاً حق داشته است، به درستی که زخم های پوست گیاهان از نیش زنبورهای ماده تخم گذار بر روی بافت های پوست درخت به وجود امده و تخم ها نهایتاً پس از رشد کامل به شکل زنبورهای بالغ تغییر شکل می دهند، هر چند معمای زایش کرم های روده ای و کیسه ای تخم کرم های پهن تا ۱۸۳۲ روشن نشد، می توان گفت که ردی، لیونهوک، سوامردام، مالپیگی و والیسنری تحولی در تفکر زیست شناسی پدید آوردند که کمابیش هم ارز نظریه تکاملی آلی بود که در سده نوزدهم ارائه شد. گرچه هنوز هم اعتقاد به زایش خودبخود در بین عامه و برخی دانشمندان وجود داشت، اصل آن ابطال شده و در تمامیت این تردید وجود داشت. پیوستگی ژنتیکی به عنوان امری طبیعی، اگر نه به عنوان تنها الگوی حیات، برقرار نشد. موجودات جوان در حال رشد درست شبیه والدین خویش به شکل بالغ رشد کردند. پس احتمالاً آنها برخی بنیان عنصری را به ارث می برند که آنها را در قالب الگوی از نمو قرار می دهد.
تجربیات بعدی، به ویژه آنهایی که توسط توربرویل نیدهام انجام شد، رضایت بخش نبودند. او با استفاده از عصاره گوشت جوشانیده و خیسانیده دانه های جوشانیده این نوع آزمایش ها را بارها و بارها تکرار کرد (۵۰ـ۱۷۴۸). او برای پوشاندن لوله ها از چوب پنیه استفاده کرد. نتایج این بود که هم در لوله های دربسته توسط چوب پنیه و نیز لوله های در باز باکتری ها ظاهر شدند. بنابراین، زایش خودبه خودی حداقل باکتری ها، همچنان سؤال بدون پاسخ باقی ماند. کمی بعد در همان سده هجدهم، سال ۱۷۶۵، آبه لازارو اسپالانزانی، شاید بزرگترین زیست شناس تجربی آن عصر دوباره کارهای نیدهام را با روش های بهتری انجام داد. او دریافت که خیسانده دانه ها، حتی وقت با نهایت دقت هم پوشیده شده باشند، برای آن که میکروب ها در آنها رشد نکند باید مدتی طولانی (مثلاً ۴۵ دقیقه) بجوشند. نیدهام علاوه بر استفاده از چوب پنبه برای بستن سر لوله ها آنها را با صمغ چسبانید و کار آزمایش را فقط در کنار شعله آتش که فکر می کرد برای کشتن تمام موجودات میکروسکوپ کافی است، انجام داد. سپالانزانی ظرف های شیشه ای به کار گرفت که گردن آنها را می توانست در برابر شعله جوش دهد و آنها را با اطمینان کامل مسدود کند. سپس ظرف های حاوی خیسانده را به مدت ۴۵ دقیقه در آب جوش غوطه ور ساخت. این ظرف های کاملاً بسته پاک و عادی از موجودات زنده ماندند، در حالی که محتوی ظرف های شاهد با رشد باکتری ها کدر شدند. ولی هنوز بحث پایان یافته نبود. نیدهام بر این باور بود که گرمای شدید قابلیت خیسانده ها را در حمایت حیات از بین برده است. سپالانزانی پیروزمندانه گردن لوله های جوش داده شده را شکست و نشان داد که رشد باکتریایی خیلی زود در آنها ظاهر می شود. نیدهام باز هم و کاملاً به درستی، استدلال کرد که حرارت دادن قبل از حوش دادن گردن لوله ها موجب انبساط هوا می شود و در نتیجه پس از سرد کردن فشار هوا در لوله ها کم شده، یا خلاً نسبی در آنها به وجود خواهد آمد. وقتی گردن لوله های جوش داده شده شکسته شود، می توان در واقع صدای سوت وارد شدن هوا را شنید. نیدهام مدعی بود که هوا برای تولید حیات ضروری است و بنابراین آزمایش های اسپالانزانی شواهد قطعی به حساب نمی آیند. سپس موضوع تا مدتی مسکوت ماند.
در دهه ۱۸۳۰ که میکروسکوپ های با عدسی اکروماتیک و قدرت تفکیک خوب در بزرگنمایی ۴۰۰ امکان پذیر شد، توجه معطوف گویچه هایی شد که همیشه در لیکور در حال تخمیر دیده می شد. مفهوم اولیه از سرشت تخمیر، از آنتونی لاووازیه تا برزلیوس و لیبیگ آن بود که تخمیر فرآیندی صرفاً شیمیایی است. سپس بین سال های ۱۸۳۵ تا ۱۸۳۸، چارلز کاگینارددلاتو، و تئودور شوان مستقل از هم گزارش کردند که تخمیر الکلی بدون استثنا با حضور سلول های میکروسکوپی مخمر همراه و وابسته به آنها است. این سلول ها قابلیت تولیدمثل دارند و به عنوان سلول های گیاهی شناخته می شوند. آنها تا وقتی که زنده اند موجب تخمیز قند می شوند، زیرا شووان نشان داد که جوشاندن آنها را می کشد و اگر هوای گرفته شود توسط لوله پیش از ورود حرارت داده شود، پس از جوشاندن تخمیر و فساد در محیط رخ نمی دهد. در آزمایشی مشابه اف.اف شولز ازاسید سولفوربک برای پالایش هوایی که وارد لوله می شود،استفاده کرد،ودرسال ۱۸۵۴ اچ.ج.اف.شرودر و ت.فون دوچ استفاده از درپوش پنبه ای را ابداع کردند که معلوم شد با تصفیه مکانیکی از ورود هوا به درون لوله های سترون به طور مؤثر جلوگیری می کند. برزلیوس شیمی دان، فردریش ولر و ج.لیبیگ هنوز راضی نبودند. (اعتقاد بر این بود که) حرارت، مواد شیمیایی قوی و یا حتی تصفیه مکانیکی به نحوی طبیعت هوا را تغییر می دهند. هر چند لیبیگ پذیرفت که مخمر دارای نقش است، بر این نکته پافشاری می کرد تخمیر توسط برخی مواد محلول تشکیل شده از تجزیه انجام می شود. لویی پاستور بین سال های ۱۸۵۷ تا ۱۸۶۰، در مورد خصوصیت حیاتی تخمیر در برابر خصوصیت صرفاً شیمیایی آن بالیبیگ درگیر بحث و جدل بود.
در همین ایام اف.آ.پوشه باکتری شناس ادعا کرد که او منشأ خودبه خودی میکروب ها را در طول تخمیر و فساد در واقع نشان داده است. خود پاستور بر آن شد ه در مورد اساس این جر و بحث قدیمی به آزمایش بپردازد. از ۱۸۶۱ تا ۱۸۶۴ آزمایش های مهم خویش را انجام داد. او به مشاهده میکروسکوپی ذراتی پرداخت که از هوا گرفته شده بودند و نشان داد که اجسام زیادی به طور شناور در هوا وجود دارند که قادر به رشد هستند. او آزمایش های شوان را با هوای حرارت دیده تأکید کرد. قانع کننده تر از همه او ظرف هایی با گردن مارپیچ S ـ شکل ساخت که نوکشان به هوا باز می شد و نشان داد که محیط کشت مایع حامی رشد باکتری ها در چنین ظرف هایی پس از جوشانیدن ستروم می ماند مگر آن که قطره ای از محیط در مارپیچ انتهایی گردن لوله، جایی که ممکن است غبار جمع شده باشد، باقی بماند و به درون ظرف برگردد. او هوای یخچال طبیعی واقع در مون بلان را آزمایش کرد و دریافت که عاری از باکتری های شناور است. برخی از این ظرف ها که محتوی آنها همچون سترون است در انستیتو پاستور پاریس حفظ شده است. ظرف های مشابه در مواجهه با هوای شهر شدیداً آلوده شدند. حتی خون، هم که با کمال احتیاط برای جلوگیری از آلودگی باکتریایی جمع آوری شده، سترون باقی ماند.
از طرف دیگر روش های پاستور در سترون سازی با اقدام واحدی از مواجهه با دمای جوش همیشه مؤثر نبود؛ و پوشه وقتی به عنوان محیط کشت به جای آبگوشت مغذی از خیسانده علف استفاده می کرد در صورت از دست ندادن ایمان و شهامت خویش، می توانست ـ حداقل تا مدتی ـ نظر خویش را اثبات کند. جان تیندال در سال ۱۸۷۷ پدیده ای را که هم اینک توصیف شد انجام داد و دریافت آنجا که یک بار جوشانیدن در سترون سازی کارآمد نیست، با جوشانیدن در حد فاصل دوره های متناوب ۱۲ ساعته حتی کمتر از یک دقیقه، می توان محیط را سترون کرد. سپس او به فرضیه وجود «میکروب های» بسیار مقاوم رسید. فردبنالد کوهن، با استفاده از روش هایی مشابه تشکیل هاگ های باسیلوس سوبنیلیس را در خیسانده یونجه کشف کرد و نشان داد که یکباره جوشاندن هاگ ها را نمی کشد و پس از آن که اینها رویش یافتند حتی یک مواجهه کوتاه با دمای بالا تمام ارگانیسم های موجود را خواهد کشت. تبندال که فیزیک دان بود به کمک روش های نوری نشان داد که در آرام ترین هوا هم غبار وجود دارد و اظهار کرد جایی که هوا است میکروب هم هست.
پس برقراری نظریه میکروبی بیماری ها رابطه عمیقی با برقراری نهایی واقعیت پیوستگی ژنتیکی دارد. اما این واقعیت که پیوستگی ژنتیکی وجود دارد، این سؤال را پیش می آورد که مکانیسم آن چیست؟ پیروان سده هجدهمی نظریه پیش تشکیلی، از جمله اسپالانزانی و دوستش چارلز بونه، از مکانیست های عصر خود بودند. از نظر آنها ایده ذرات مغذی و یا موروثی، برگرفته از محیط و یا والدین ارگانیسم که با آنها هماهنگ باشد و در پیچیدگی موجود زنده سازمان یابد امری نامعقول بود. چیزی از پیش سازمان یافته باید خود از والدین (یا والد) به زاده ها انتقال یابد تا به عنوان زیر ساختار و راهنما در نمو عمل کند. از این رو پیروان نظریه پیش تشکیلی ـ که در بین زیست شناسان سده هیجدهم اکثریت بزرگی داشتند ـ اعتقاد داشتند که تخمک یا اسپرم حاوی نطفه موجود بعدی است، درست مثل حالتی که رویان کوچک گیاهی در درون دانه یافت می شود. از نظر برخی پیروان نظریه پیش تشکیلی، این اعتقاد به معنی حضور آدمک ریز در سر اسپرم بود، در حالی که والد ماده صرفاً تنها غذای لازم برای رشد نسل بعدی را فراهم می کند. در برابر اینها، تخمک باوران بر این باور بودند که نطفه یا رویان در تخمک وجود دارد و مایع منی و یا اسپرم نر فقط در فعال سازی تکوین رویان نقش دارد. پیروان دیدگاه پیچیده تر از پیش تشکیلی، مانند بونه، هر چند ابتدا به شکل ایده ای جالب از بیکرانگی یا تقریباً بیکران جلوه می کرد، این بود که مجموعه ای از رویان ها یکی در درون دیگری از همان ابتدا در درون تخمک حوا و یا نخستین فرد از جنس ماده هر گونه وجود دارد؛ ولی با توجه به شواهد آشکار تولید، مانند جوانه زدن، چنین مفهومی از پیش تشکیلی هرگز پذیرفته نشد.
در واقع مشاهده تشکیل جوانه های هیدر، پولیپ کوچک آب های شیرین که پسرعموی بونه به نام ابراهام ترمبلی کشف کرد، بونه را واداشت به استنتاج عام تری فکر کند. جوانه هیدر در هر کجای بدن رشد کند و آشکار است که هیچ جزئی در درون آن، مانند یک جوانه گیاهی که برای رشد و شکفتن تماماً آماده است، وجود ندارد. این فقط یک برآمدگی و آماس است. معهذا به موازات افزایش اندازه، شاخک های حیسش تشکیل می شود و بین آنها دهان تکوین می یابد و به پولیپ کامل از همان گونه والدی تبدیل می شود. پس بونه استدلال کرد که باید چیزی در بین باشد که موجب این رویداد شود، چیزی که قابل شروع رشد جوانه داشته باشد ـ ذراتی معین که طوری سازمان یافته اند که پولیپ کوچک از نمو آنها پدید می آید چون پولیپ می تواند خود را از هر جزء بدن خویش پدید آورد، ذرات از پیش سازمان یافته باید به طور کامل در هر جزء بدن وی وجود داشته باشد. پس «نطفه» ضرورتاً مینیاتوری از ارگانیسم نیست، بلکه نطفه عبارت است از «هر حکم، هر نوع اجزاء از پیش تشکیل شده ای که خود قابلیت تعیین به وجود آمدن گیاه یا جانور را دارد». این نکات در گفته های بعدی بونه آمده است.
بنیاد اولیه ای که مولکول های مغزی بر روی آنها عمل می کنند تا ابعاد اجزاء را در هر جهت افزایش دهند. این یک شبکه است، که عناصر آن توری ها را می سازند. مولکول های مغزی، با وارد ساختن خویش به درون این توری ها موجب رشد آنها می شوند.
آشکار است که عقاید واقعی بونه با دیدگاه مضحکی که به وی نسبت داده می شود بسیار متفاوت است. او ضرورت وجود الگوی عنصری را که از شروع هر زندگی باید دوره ارثی نمو آن را کنترل کند و ضرورتاً از نسل والدی به زاده ها منتقل شود به وضوح می دید. اما در اینجا شکل حل نشده ای وجود داشت.
در سال ۱۷۴۵ این معما را پیرلوئی دماپورتو، از همعصران بونه، به روشن ترین شکل ابراز کرد. شواهد زیادی وجود دارد که گونه های با تولیدمثل چنین زاده ها خصوصیات هر دو جنس والدی را به ارث می برند. در واقع درست همان صفت می تواند در یک و همان خانواده، گاهی توسط جنس ماده و زمانی توسط جنس نر، انتقال یابد. ماپورتو وراثت چندانگشتی (پلی داکتیلی) را در چهار فصل یک خانواده برلینی مطالعه کرد و این موضوع را به روشنی نشان داد. پس چگونه جنین از پیش تشکیل شده و یا حتی سیستم ذره ای از قبل سازمان یافته می تواند در این امر دخالت کند؟ هر آنچه از والدین به زاده ها انتقال یافته باشد باید توسط هر دو والد نر و ماده به طور برابر فراهم شده باشد.
این واقعیت ها ما پرتو را به نظر جسورانه ای رهنمون شد. او نوشت که بیاید تصور کنیم که ذرات مطابق با هر جزء بدن زاده ها توسط هر یک از والدین فراهم می شود و در تولید رویان آنها در سایه تمایل شیمیایی بین ذرات مشابه راه خود را به سوی محل های مربوطه پیدا می کنند. سپس ذرات مشابه با هم متحد می شوند و آنهایی که باید برای تشکیل مناسب یک جزء کنار یکدیگر قرار گیرند به سوی هم جلب و با اتحاد خویش از اجتماع اجزای نامناسب جلوگیری می کنند. پس رویان با همان الگوی ارثی درست گونه خویش ساخته می شود، ولی چون اینک ذرات مادری و پدری به کار گرفته می شوند، خصوصیت ارثی می تواند شبیه حالت هر یک از والدین باشد.
نظریه ذره ای وراثت ما پرتو در آن زمان پذیرفته نشد، چون ایده جذب موادشیمیایی مشابه براساس تمایل ترکیبی آنها هنوز نو بود. قدر مسلم این است که ما پرتو ذرات موروثی را با اثراتی که آنها تولید می کنند و بخش هایی که تکوین آنها را کنترل می کنند خلط کرد. از این جهات بونه بصیرت روشنتری داشت، اما مهم تر اینکه زمان تقریباً یک سده پیش از فرمولبندی نظریه سلولی و یا شناخت عناصر میکروسکوپی بود که وراثت باید بدان ها وابسته باشد. در نهایت وراثت باید به نوعی حافظه شیمیایی و آلی وابسته باشد و این قابلیت به ذرات مجزایی وابسته باشد که به هنگام ترکیب طبیعت ذاتی خود را حفظ کنند، خود به قدر کافی خارق العاده بود. وانگهی این ایده بنیادی سبب می شود ماپرتو پیشنهاد کند تکوین ناقص ـ که منجر به شکل گیری هیولاها می شود ـ باید از فزونی تعداد و یا کمبودهای ذرات باشد؛ و ذرات امکان دارد با تغییرات جدید منجر به انواع موروثی جدید شود؛ و حتی جدا شدن این اشکال در بخش های مختلف زمین منشأ گونه های جدید باشد.
گرچه ایده های ماپرتو در مورد وراثت از ایده رایج تر مخلوط شدن خصوصیات والدی و از دست یافتن گوناگونی در جمعیت از طریق عمل صرف درون زاد آوری و دورگه گیری بسیار پیشرو بود، که کشف جدیدی نبود و بنابراین ارزش چندانی نداشت؛ یعنی انگیزه چندانی برای انجام آزمایش فراهم نکرد. در غیاب دانش شیمیایی و یا معلول شناختی درباره اساس فیزیکی وراثت نمی شد در مورد آنها آزمونی ترتیب داد و به زودی فراموش شدند. به همین ترتیب می توان گفت که ایده های بونه حاکی از برخی ایده های نوین مهم از رابطه الگوی ژنتیکی، ژنوتیپ و دوره تکوین و یا تولید یک فنوتیپ یا جمع شدن خصوصیات نهایی بود، باز هم تا توسعه نهایی جنین شناسی تجربی هیچ راهی برای آزمون چنین ایده هایی وجود نداشت همین طور به جرأت می توان گفت که اگر داروین و همعصران وی دانش مناسبی از ایده های ماپرتو و بونه داشتند، نظریه پردازی های تئوریک بی ثمر در مورد وراثت به عمل نمی آمد.
چیزی که عمومیت این اصل را بر هم زند پدید نیامده است. وقتی که ویروس های باکتریایی، جانوری و گیاهی کشف شدند (۱۹۱ـ ۱۸۹۲)، توسط برخی که از رها شدن ویروسی ها از ارگانیسم های سالم گیج شده بودند، شبح زایش خودبه خودی زنده شد. اما بررسی های بعدی نشان داد که بسیاری از ویروس ها علاوه بر شکل بیماری زای خویش، یعنی حالت عفونی، می توانند با سازگاری و موفقیت در سلول های بدن میزبان خویش به شکل غیر بیماری زا، همزیست و یا حالت کمون به سر برند و در شرایط مناسب که می تواند پس از زمان طولانی باشد از آن رها شوند.
در برخی موارد ویروس های در حال ممکن است توسط سلول های جنسی و یا جوانه هایی که زاده ها را به وجود می آورند از یک نسل میزبان به نسل بعد منتقل شوند. پس گویی آنها در اصل به شکل صفتی ارثی در گونه میزبان در آمده اند. معهذا در مورد ویروس ها نیز، زنده از زنده زاییده می شود.

كروموزوم شماره ۱	كروموزوم شماره ۲	كروموزوم شماره ۳
كروموزوم شماره ۴	كروموزوم شماره ۵	كروموزوم شماره ۶
كروموزوم شماره ۷	كروموزوم شماره ۸	كروموزوم شماره ۹
كروموزوم شماره ۱۰	كروموزوم شماره ۱۱	كروموزوم شماره ۱۲
كروموزوم شماره ۱۳	كروموزوم شماره ۱۴	كروموزوم شماره ۱۵
كروموزوم شماره ۱۶	كروموزوم شماره ۱۷	كروموزوم شماره ۱۸
كروموزوم شماره ۱۹	كروموزوم شماره ۲۰	كروموزوم شماره ۲۱
كروموزوم شماره ۲۲	كروموزوم x	كروموزوم y

ازدواجهاي فاميلي نياز به مشاوره ژنتيك دارد
مروري بر تاريخ عقب ماندگي ذهني نشان مي دهد كه در هر دوره اي از تاريخ ، در هر فرهنگ و تمدني و در همه طبقات اجتماعي افرادي وجود داشته اند كه از نظر فعاليت اجتماعي پايين تر از حد طبيعي بوده اند و اين امر سازگاري آنها را با محيط زندگي شان مشكل ساخته است مروري بر تاريخ عقب ماندگي ذهني نشان مي دهد كه در هر دوره اي از تاريخ ، در هر فرهنگ و تمدني و در همه طبقات اجتماعي افرادي وجود داشته اند كه از نظر فعاليت اجتماعي پايين تر از حد طبيعي بوده اند و اين امر سازگاري آنها را با محيط زندگي شان مشكل ساخته است . تولد كودك معلول و عقب مانده ذهني به مثابه زنگ خطري براي اجتماع است چرا كه اين افراد علاوه بر آن كه در پيشرفت جامعه زياد مؤثر نيستند ، به سبب نقص و معلوليتشان بار اقتصادي سنگيني را بر خانواده و جامعه تحميل مي كنند . يكي از عوامل پيدايش كودكان عقب مانده ذهني اختلالات و نارسايي هاي ژنتيكي است . از جمله عوامل متعددي كه در ايجاد معلوليت ذهني كودكان مورد نظر است ازدواج هاي فاميلي و پيوندهاي خويشاوندي (همخوني) است . تحقيقات نشان مي دهد كه نسبت خويشاوندي والدين حتي اگر در سطح چندمين نسل هم باشد مي تواند سبب عقب ماندگي كودك شود . از اين تحقيقات چنين نتيجه گرفته شده است كه مرگ و مير فرزندان در غير خويشاوندان ، در حدود چهل در هزار و در ازدواج هاي بين پسر عمو و دختر عمو به شصت تا هشتاد در هزار افزايش مي يابد . نتايج تحقيقات دانشمندان آمريكايي نشان مي دهد كه ازدواج بين اعضاي دور و نزديك خانواده ، باعث افزايش ميزان مرگ ومير نوزادان و رشد گسترده انواع بيماري هاي جسمي ( قبل و بعد از تولد) مي شود . در كشور ما ، ازدواج هاي فاميلي ‌در روستاها و مناطق عشايري بيشتر از نقاط شهري است و اين به دليل بافت فرهنگي و روابط غني قومي حاكم بر اين مناطق است . عشاير و روستانشينان ترجيح مي دهند كه با فردي از فاميل و نزديكان خويش ازدواج كنند . نگاهي به سوابق تاريخي ازدواج خويشاوندي در ايران حكايت از اين موضوع دارد كه ازدواج خويشاوند مقدس شمرده شده است . در امپراتوري ساساني ازدواج با خواهر و با زن پدر امري مقبول و متداول بود . ازدواج با خواهر به ويژه در حفظ پاكي خون و ميراث شاهانه به عنوان يك اصل به شمار مي رفت . نه تنها در بين آرياييان بلكه بين اقوامي سامي نيز ازدواج با محارم سابقه دارد و اين عمل ظاهراً در بين ملل شرق چندان قبيح نبود . در بررسي سوابق تاريخي ازدواج هاي خويشاوندي در ساير كشورها چنين برداشت مي شود كه از ديد جهان غرب ازدواجهاي فاميلي غير قابل قبول است . در اكثر ايالات امريكا ، ازدواج با فاميل نزديك مثل پسر عمو و دختر عمو ، دختر عمه و پسر دايي و بالعكس ممنوع و غير قانوني است . اين قانون در اواخر قرن 19 ميلادي به ثبت رسيد . در پژوهشي كه در سال 1376 تحت نظر اساتيد دانشكده روانشناسي و علوم تربيتي دانشگاه تهران در اين زمينه انجام گرفت ، 400 كودك به صورت نمونه و به طور تصادفي در استان لرستان انتخاب شدند كه 200 نفر از آنها كودك عقب مانده ذهني و 200 نفر آنها عادي بودند . در اين تحقيق همچنين به سن والدين در زمان بارداري و‌ ترتيب تولد ، تحصيلات والدين در زمان بارداري و تعداد فرزندان خانواده توجه شده بود . نتايج نشان داد كه سن پدر در زمان بارداري مي تواند بر عقب ماندگي ذهني كودكان تأثير داشته باشد و زمان خواستاري بچه ها در مردان بايد قبل از سن 40 سالگي انجام پذيرد و بهترين سن براي بارداري مادران سالهاي 19 تا 34 سالگي است و مادراني كه قبل از 18 سالگي يا بعد از 35 سالگي باردار شوند امكان به وجود آوردن كودكان عقب مانده ذهني در آنها بيشتر است . در رابطه با ترتيب تولد ، اين موضوع با عقب ماندگي كودكان رابطه اي نداشت . همچنين تحقيقات نشان داد كه معمولاً والدين كودكان عقب مانده ذهني از لحاظ سطح سواد و تحصيلات از والدين كودكان عادي پايين تر بودند. همچنين از لحاظ تعداد فرزندان ، نتايج نشان داد كه هر اندازه جمعيت خانواده بيشتر باشد و در خانواده افراد زيادي با هم زندگي كنند والدين نمي توانند به خوبي مايحتاج فرزندان را رفع كنند و اين باعث مي شود كه بهره هوشي كودكان در خانواده هاي پرجمعيت كمتر باشد . در پايان نتايج نشان داد كه تعدد پيوندهاي خويشاوندي در والدين عقب مانده ذهني نسبت به والدين كودكان عادي بيشتر است . به عبارت ديگر ازدواجهاي خويشاوندي مي تواند با عقب ماندگي ذهني كودكان رابطه داشته باشد . در پايان پژوهش ، پيشنهاداتي به قرار زير ارائه گرديد : - ايجاد و گسترش مراكز مشاوره و كلينيك هاي مشاوره ژنتيكي در سطح كشور بخصوص در مناطق عقب افتاده عشايري؛ - تحقيقات گسترده بر روي نمونه هاي بزرگ در سراسر كشور در زمينه بررسي علل عقب ماندگي ذهني؛ - مراجعه خانواده ها به مراكز مشاوره ژنتيكي قبل از اقدام به ازدواج هاي خويشاوندي ؛ - آگاه كردن خانواده ها از خطرات ازدواج هاي خويشاوندي و منع اين گونه ازدواج ها؛ در پايان بايد گفت كه غالب ناهنجاري هاي ژنتيكي و بيماري هاي ارثي قابل پيش بيني بوده و با در نظر گرفتن قوانين وراثت و مشاوره هاي ژنتيكي و انجام آزمايش هاي مختلف قبل از ازدواج هاي فاميلي مي توان از تولد تعداد قابل ملاحظه اي از كودكان معلول و عقب مانده ذهني كه به علت اختلالات ژنتيكي متولد مي شوند جلوگيري كرد .

علم ژنتيك

مقدمه

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی

خصوصیات ژن انتقال یافته

خصوصیات سلول هدف

روشهای انتقال ژن

روش اول

روش دوم

ناقلهای ویروسی

ناقلهای غیر ویروسی

مخاطرات ژن درمانی

بیماریهای نامزد ژن درمانی

آینده بحث

T-DNAچیست؟

مقدمه

تعریف ژنومیک

ایا بیولوژی هسته تمام علوم است؟

ماورای علم ژنومیک

چشم اندازی از صنعت ژنومیک

ژنوم انسان

انواع جهش ها

دید کلی

وقایع مهم در ژنتیک مولکولی تا سال 1944

کشف ساختمان DNA

ژنها و کروموزومها

متابولیزم DNA

متابولیزم RNA

متابولیزم پروتئین

تنظیم بیان ژن

فناوری DNA نوترکیبی