尤其是关于遗传学,基本还是描述性科学,亟需转向实验与定量科学,且目前为止科学界的进步已经促成了这种范式转变的契机的到来。比如:
显微镜技术在过去30年已取得关键性突破,如光学系统的革新中的1873年出现的阿贝成像理论,即恩斯特·阿贝提出显微镜分辨率公式d=λ/(2NA),指导开发高数值孔径物镜,使分辨率突破0.2微米,首次能分辨染色体结构;和1884年的油浸物镜,使用雪松油作为介质,将数值孔径提升至1.4,分辨率提升3倍,可观察到细胞分裂中期排列的染色体;
显微制样技术,如1885年的切片机改进,齐格蒙特发明旋转式切片机,可制备3-5微米薄切片,完整保留细胞结构;和1893年的固定技术,引入福尔马林等化学固定剂,防止细胞破裂,维持染色体形态;
染色革命,如胺染料,1873年卡米洛·高尔基开发硝酸银染色法,1879年瓦尔特·弗莱明使用碱性品红,使染色体在细胞质背景中清晰显现;选择性染色,发现染色体对碱性染料(如苏木精)的特异性吸收,1888年海因里希·威廉·瓦尔代尔正式命名"chromosome"(染色质体)。
除了以上的技术进步提供的研究手段的可能性,过去的近三十年也有了很多相关的科学发现,比如:
细胞分裂过程解析,包括有丝分裂观察,1879-1882年间,弗莱明利用改良显微镜首次记录染色体在分裂中的动态变化,发现其纵向分裂行为,发表了《细胞物质、细胞核与细胞分裂》;减数分裂发现,1883年爱德华·范·贝内登观察到马蛔虫生殖细胞染色体数减半,为遗传规律提供细胞学证据;
染色体行为与遗传关联,包括孟德尔豌豆实验可以总结出的几个定律,即分离定律(第一定律),形成配子时,成对的遗传因子(等位基因)彼此分离,分别进入不同配子,解释F2代隐性性状重现和3:1比例;自由组合定律(第二定律),不同性状的遗传因子在形成配子时独立分配(适用于非同源染色体上的基因),过双因子杂交实验发现9:3:3:1表型比;遗传单位假说,提出“遗传因子”是独立存在的遗传单位。
还有性别决定机制,1891年赫尔曼·亨金发现某些昆虫精子形成时出现"异染色体"(后称X染色体),揭示染色体与性别关联。
染色体结构认知,纵向分裂证据,1880年代通过染色观察到染色体并非均匀物质,而是由更细的染色质纤维组成;数目测定突破,1890年西奥多·博韦里改进染色技术,准确计数多种生物染色体数目。
至此,王月生在信中指出,生物学,尤其是遗传学,获得革命性突破的物质基础和理论萌芽已经出现。现代科学界有责任和义务,为生物学的革命突破在技术和理论方向上给予更直接的支持。为此,王月生还提出了根据自己了解到的技术水平,近期可以改进提高的几个方面,包括: