情況很可能是,關於生殖作用衰退的一些症狀也是與生物氧化作用的紊亂聯係在一起的,並且與極重要的ATP儲存的耗盡有關。甚至在受精之前,卵子就需要大量地被供給ATP,以準備好去作出那種巨大的努力和付出巨大的能量消耗,一旦精子進入卵子和受精作用發生後,就必須要消耗大量的能量。精子細胞是否能夠到達和進人卵子將取決於本身的ATP供應,這些ATP產生於集中在精子頸部的線粒體中。一旦受精過程完成,細胞的分裂就開始了,以ATP形式供給的能量將在很大程度上決定著胚胎的發育是否能繼續進行直到完成。胚胎學家研究了一些他們最容易得到的材料——青蛙、和海膽的受精卵,發現如果ATP的含量減少到一定的極限值之下,這些卵子即停止分裂,並很快死亡。
從胚胎學實驗室到蘋果樹之間並非沒有聯係,在這些蘋果樹上的知更鳥窩裏保存著它的藍綠色的全部鳥蛋,不過這些蛋冰涼地躺在那兒,生命之火閃爍了幾天之後現在已經熄滅了。另外在高高的佛羅裏達鬆樹頂部,那兒有一大堆整齊安放的樹枝和木棍,在這個窩裏盛著三個大的白色的蛋,這些蛋也是冰涼而無生命的。為什麼知更鳥和鷹不去孵蛋呢?這些鳥蛋是否也像那些實驗室中的青蛙卵一樣僅僅由於缺少普通的能量傳遞物——ATP分子而停止發育了呢?ATP缺乏的原因是不是由於下述原因造成的呢?在親鳥體內和那些蛋中已經貯存了一定量的農藥,足以使供給能量所依賴的氧化作用的小輪停止轉動。
不必再去猜測殺蟲劑是否已在鳥蛋中積累了,很明顯,檢查這些鳥蛋比觀察哺乳動物的卵細胞要容易一些,不管這些鳥蛋是在實驗室條件下還是在野外得到的,隻要在鳥蛋中檢查出這些農藥,就能夠發現DDT和其它烴類有大量積累,並且濃度很大。在加利福尼亞州進行實驗的雉蛋中含有百萬分之三百四十九的DDT。在密執安州,從死於DDT中毒的知更鳥輸卵管中取出的蛋內含DDT的濃度超過百萬分之二百。由於老知更鳥中毒死亡而遺留在鳥窩中的無人關心的蛋中也含有DDT。遭到鄰近農場使用的艾氏劑中毒的小雞也將這些化學物質傳給了它們的蛋,以母雞進行實驗,喂以DDT,下出來的蛋含有百萬分之六十五之多的DDT。
當我們知道了DDT和其它的(也許是所有的)氯化烴通過鈍化一種特定的酶或通過破壞產生能量的偶合作用而能夠中斷產生能量的循環時,我們很難想像,任何一個含有大量殘毒的鳥蛋怎麼能夠完成其發育的複雜過程:細胞的無限多次分裂、組織和器官的精心構成、合成最關鍵的物質以最後形成一個活生生的生命。所有這一切都需要大量的能量——即需要由靠著新陳代謝循環的不斷進行而產生ATP的線粒體小囊。
沒有理由去假定這些災難性事件僅僅局限於鳥類,ATP是能量的普遍傳遞者,產生ATP的新陳代謝循環無論是在鳥類或在細菌體內,無論是在人體或老鼠體內,它都有著同一效果。因此殺蟲劑在任何生物的胚胎細胞中積累的事實將同樣有害於我們,它意味著對人類也有相當的影響。
這些化學藥物進入了產生胚胎細胞的組織中也就意味著同樣進入了胚胎細胞本身。在人工控製條件下的雉、老鼠和豚鼠中,在為消滅榆樹病害而噴撒過藥的區域的知更鳥中,在活躍在為消滅扒針樹花蕾蠕蟲而撒過藥的西部森林中的鹿體內,在各種鳥和哺乳動物的生殖器官中都已發現了殺蟲劑的積累。在一隻知更鳥中,DDT在睾丸中的含量高於體內其他任何部分;雉也在其睾丸中積累了大量的DDT,超過百萬分之一千五百。
在實驗的哺乳動物中,可能作為這種DDT在生殖器官中積累的後果之一是觀察到了睾丸的萎縮。在甲氧氯中最露過的小老鼠,其睾丸異乎尋常的小。當一個小公雞被飼以DDT時,其睾丸隻有正常大小的18%,依靠睾丸激素而發育的雞冠和垂肉隻有正常大小的三分之一。
精子本身也會受到ATP缺少的明顯影響。實驗表明,雄性的精子的活動能力由於食入二硝基苯酚而衰退,因為它破壞能量偶合機製,並不可避免地帶來能量供應減小。其它已研究過的化學物質也發現有同樣作用。這些對人類可能帶來影響的跡象可以在古時候的醫學報告中、或在精子產生的衰減中、或在噴撒DDT的農業航空噴霧器中都已被看到了。
對於作為一個整體的人類來說,比個體生命更加無限寶貴的財富是我們先天所具有的遺傳物質,這是我們聯係過去和未來的紐帶。通過漫長的進化時期的演變,我們的基因不僅把我們人類造就成現在這個樣子,而且將凶吉未來掌握在它們微小的形體之內。然而在當前,人為因素所引起的危害已成為我們時代的一種威脅,“這是對人類文明的最後的和最大的危險”。
化學藥物和放射作用又一次表現出了它們嚴格的而又不可避免的相似。
放射性襲擊使得活體細胞遭受到各種傷害,它的正常分裂能力可能被破壞,它的染色體結構可能被改變,或者帶有遺傳物質的基因可能經曆被稱之為“突變”的突然變化,這種突變將使細胞在其後代中產生新的特征。如果細胞是極為敏感的,那麼這些細胞可能即刻被殺死;否則,這種細胞會在多年時間過去以後最終變成惡性細胞。
這些放射性作用的危害結果在用大量被稱為似放射性或似放射作用化學物質所進行的實驗研究中已被再現。許多被用作農藥、除草劑或殺蟲劑的化學物質都屬於這一類物質,它們具有破壞染色體的能力,幹擾正常的細胞分裂,或者引起細胞突變。這些對遺傳物質的傷害能夠導致暴露於農藥的個體生物患病,也可以以其作用影響後代。
僅僅在幾十年之前,還沒有人知道放射性的這些作用,也沒有人知道這些化學物質的作用;在那些日子裏,原子還未曾被分離出來,可以摹仿放射作用的化學物質幾乎還沒有從化學家的試管裏孕育出來。然而到了1927年,得克薩斯大學動物學教授H·J·穆勒博士發現將一個有機體暴露於X-射線中,它就能在以後的幾代中發生突變。隨著穆勒的這一發現,一個科學和醫學知識的新領域就被打開了。穆勒以後由於他的成就而獲得了醫學諾貝爾獎金。後來,這個世界很快就與那種引起糾紛的灰色降塵打交道了,在這個世界上,即使不是一個科學家現在也知道放射性的潛在危害了。
盡管很少有人注意,在四十年代初還有一個隨之而來的發現。在愛丁堡大學,卡路特·奧伯契和威廉·羅伯遜在芥子氣的研究中,發現這種化學物質造成了染色體的永久性變態,這種變態與放射性所造成的變態無法區別。用果蠅來作實驗(穆勒也曾用這種生物進行他的X─射線影響的早期研究),芥子氣也引起了這種果蠅的突變。這樣,第一種化學致變物就被發現了。
現在與芥子氣具有同樣致變作用時化學物質已有了一個很長的名單,這些化學物已知能改變動物和植物的遺傳物質。為了了解化學物質為何能夠改變遺傳過程,我們必須首先了解當生命處於活的細胞階段時的基礎演變。如果身體要生長,如果生命的源流要一代一代地傳下去的話,那麼組成體內組織和器官的細胞就必須具有不斷增殖的能力。這種作用是借助於細胞的有絲分裂或核分化過程來完成的。在一個即將分裂的細胞中,具有重要性的變化首先發生在細胞核內,最後擴展到整個細胞。在細胞核內,染色體發生了奇妙地移動和分裂,以便本身排列成為老的式樣,這種老的式樣可以將遺傳的決定因素——基因傳遞給子代細胞。通過這種方式,每一個新的細胞都將含有一整套染色體,而所有的遺傳信息密碼就編排在染色體中。借助於這種方式,生物的種屬的完整性就被保留下來了;借助於這種方式,龍生龍,鳳生鳳,老鼠兒子會打洞。
一種特殊類型的細胞分裂發生在胚胎細胞的形成過程中。因為對一定種類的生物來說其染色體數目是一個常數,所以結合形成一個新個體的卵子和精子隻能帶著一半數目的染色體進入新的結合體中。這一過程借助於染色體行為的變化極為精確地得以完成,這一染色體變化發生於產生新細胞的分裂作用過程中。在這時,染色體自身並不分裂,而是由每對染色體中分離出的一個染色體完整地進人每一個子體細胞。
整個生命發展的關鍵就被揭示於一個細胞中。細胞分裂的過程對於地球上所有的生命來說都是一樣的;無論是人還是變形蟲,無論是巨大的水杉還是極小的酵母細胞,如果沒有了這種細胞分裂作用,便都不再能夠存在了。因而,任何妨害細胞有絲分裂的因素都對有機體的興旺發展及其後代是一個嚴重威脅。
“諸如象有維分裂這樣一些細胞組織的主要特征已存在了五億年之久,也許近於十億年,”喬治·蓋勞德·西蒙森和他的同事彼譚德萊、蒂範尼在他們的內容廣博的名為《生命》的一書中寫道:“從這個意義上來看,生命世界雖然肯定是虛弱和複雜的,但是它在時間上已是難以置信的經久——甚至比山脈還要經久。這種經久性完全是依靠著幾乎難以置信的精確性——遺傳信息帶著這種精確性由一代複現著一代。”