生物学家乔治·渥特曾经把他从事的一项极为专门化的研 究课题——“眼睛的视觉色素”比作是“一扇狭小的窗户，一 个人离这扇小窗户比较远，他就只能看见窗外一点亮光。但当 他向窗户走近些时，他所看到的窗外景象就越来越多；直到最 后，当地贴近窗户时，他能够透过这个狭小的窗户看到整个宇 宙。”
这就是说，我们应该把我们研究工作的焦点先放在人体的 个别细胞上，再放在细胞内部的细微结构上，最后再放在这些 机构内部的基础反应上——只有当我们这样做的时候，我们才 能够领悟到仍然将外部化学物质引入我们体内环境所带来的严 重长远影响。
医学研究仅仅在最近才注意到对个体细胞在产生能量过程 中的功能研究，这种能量是生命存在所必不可少的。人体内能 量产生的非凡机制不仅仅对健康是个根本问题，对整个生命也 是如此。它的重要性甚至胜过了最重要的器官，因为没有正常 的和有效的产生能量的氧化作用功能，身体中的任何机能都不 能发挥作用。然而许多用于消除昆虫，啮齿动物和野草的化学 药物都具有这样的特性，它们可以直接打击氧化作用，并且破 坏这一系统奇妙的功能。
使我们对细胞氧化作用能有现在这个认识的研究工作是全 部生物学和生物化学中最令人难忘的成就之一。在这一工作上 取得成就的人员名册中包括着许多诺贝尔奖金获得者。在四分 之一世纪的时间内，它凭靠着一些成为它的奠基石的更早期工 作，一直在一步一步地不断前进着。现在，几乎在所有的细节 方面都还有待深入。仅仅在最近十年内，全部研究工作才形成 了一个整体，这才使生物氧化作用变成了生物学家普通知识中 的一部分。然而更重要的一个事实是，在1950年之前，具有 基本训练的医学人员，甚至没有机会去实际体会这一生物氧化 作用破坏所引起的变化和危害的深刻重要性。
能量的产生并不是由任何专门化了的某一器官来完成的， 而是由身体的所有细胞来完成的。一个活的细胞就像火焰一 样，通过燃烧燃料去产生生命所必需的能量。这一比喻的诗意 虽好，但精确性不足，因为细胞仅仅是在产生人体维持正常体 温所需适当热量的条件下完成它的“燃烧”的。于是，千千万 万个这样温和地燃烧着的小小火焰产生出了生命所需的能量。 化学家尤金·拉宾诺维奇说：“如果这些小火焰都停止了燃烧， 那么“心脏再不能跳动，植物再不能抵抗重力向上长，变形虫 不再游泳，再没有感觉能通过神经奔跑，再没有思想能在人的 大脑中闪现”。
在细胞中，物质转化为能量是一个川流不息的过程，是自 然界更新循环之一，真像一个轮子不停地转动着。以葡萄糖形 式存在的糖燃料一粒儿一粒儿地、一个分子一个分子地填进了 这个轮子，在循环的过程中，这些燃料分子就经历了分解和一 系列细微的化学变化。这些变化很有规律地一环扣一环地进行 着，每一环节都由一种具有专业化功能的酶支配和控制着，这 种酶只干这一件事，其它什么都不管。在每一环节中都有能量 产生和废物（二氧化碳和水）排出，经过变化了的燃料分子又 被输送到下一阶段。当这一转动的轮子转够一圈时，燃料分子 耗尽而进入一种新状态，在这种状态中，它随时可与新进入的 分子结合起来并重新开始这个循环。
这一过程是生命世界的奇迹之一。在这一过程中，细胞就 像一个化学工厂一样进行生产活动。这真是一个奇迹，所有发 挥作用的部分都是极小的，细胞本身几乎都十分微小，只有借 肋于显微镜才能看到。更为甚者，氧化作用的大部分过程是在 一个很小的空间内完成的，即在细胞内部被称为线粒体的极小 颗粒内完成的。虽然人们知道这种线粒体已有60年之久，然 而它们过去一直被看成是起着未知的，可能不重要作用的细胞 内的组分而被忽视。仅仅在本世纪50年代，对它们的研究才 变成了一个激动人心而富有成果的科学领域。它们突然开始引 起了巨大的注意，单单在这一课题内，五年期间就出现了 1000篇文章。
人类揭示了线粒体的奥秘，又一次表现出其卓越的创造才 能和顽强的毅力。试想这样一种极小的微粒，即使通过一个放 大300倍的显微镜，也难以看到；但现在居然有这样一种技 术，用这种技术能将上述微粒与其它组分分离，并单独取出 它，对它的组分进行分析，还能确定这些组分的高度复杂的功 能。这简直是难以想象的，现在多亏有了电子显微镜，生物化 学家技术提高，这项工作终于完成了。
现在已知，线粒体是一个极小的多种酶的包裹体，也是一 种包括着对氧化循环所必需的所有酶的可变组合体，这些酶精 确地和有序地被安排在线粒体的壁和间隔上。线粒体是一个 “动力房”，大部分的能量产生的作用发生在这个动力房中。当 氧化作用的第一步和最初几步在细胞浆中完成之后，燃料分子 就被引入线粒体。氧化作用就在这儿得以完成；大量的能量也 就在这儿被释放出来。
如果在线粒体中氧化作用的无休止转动的轮子不是为了这 一极为重要的目的而转动的话，它就失去其全部意义了。在氧 化循环每一阶段中所产生的能量通常被生物化学家称之为ATP （三磷酸腺酐），这是一个包括有三组磷酸盐的分子。ATP之所 以能提供能量方面的作用是由于ATP能够将它的一组磷酸盐 转换为另一种物质，在这一过程中电子来回传递随之产生了键 能。这样，在一个肌肉细胞里，当一组末端的磷酸盐被输送到 收缩肌时，收缩所需的能量就产生出来了。所以产生了另外一 种循环--一种循环中的循环，即ATP的一个分子放出一组 磷酸盐仅保存二组，变成了二磷酸盐分子ADP；但是当这个轮 子更进一步转动时，另外一个磷酸盐组又会被结合进来，于是 强有力的ATP又得以恢复。这就如同我们所使用的蓄电池一 样，ATP代表充电的电他， ADP代表放电的电池。
ATP是万物皆有的能量传递者，从微生物到人，在所有的 生物体内都发现有ATP，它为肌肉细胞提供机械能，为神经细 胞提供电能。精液细胞、准备进入急剧活动状态的受精卵（这 种活动将使受精卵发展成为一只青蛙、一只鸟或一个婴儿）、 能够产生激索的细胞等，所有这一切都是由ATP提供能量的。 ATP的少部分能量用在了线粒体内部，而大部分能量立即被释 放到细胞中，为细胞的其他各种活动提供能量。在某些细胞 中，线粒体的位置很有利于它们功能的发挥，因为它们的位置 能够使得能量精确地传送到需要它的各个地方。在肌肉细胞 中，它们成群地环绕在收缩肌纤维周围；在神经细胞中，它们 被发现位于与其它细胞的邻接处为兴奋脉冲的传递提供能量； 在精子细胞中，它们集中在推进尾与头部连结的地方。
给ATP-ADP电池充电的过程，就是氧化作用中的偶合过 程：在这个电池中ADP和自由态的磷酸盐组又被结合成为 ATP，这一个紧密的结合就是人们所叫作的偶合磷酸化作用。 如果这一结合变为非偶合性的，这就意味着失去了可用来供给 的能量，这时，呼吸还在进行，然而却没有能量产生，细胞变 成了一个空转马达，发热而不产生功能。那时肌肉就不能收缩 了；脉冲也不能够沿着神经通道奔跑了；那时精子也不能运动 到它的目的地了；受精卵也不能将它的复杂分化和它煞费苦心 的作品完成。非偶合化的结果可能对从胚胎到人的所有的有机 体都是一个真正的灾难，有时它可能导致组织，甚至整个有机 体的死亡。
非偶合化是怎样发生的呢？放射性是一个偶合作用的破坏 者。有些人认为曾暴露于放射线中的细胞的死亡就是由于偶合 作用破坏造成的。不幸的是，大量的化学物质也具有这种阻断 产生能量的氧化作用的能力，而杀虫剂和除草剂都是这类化学 物质的典型代表。据我们所知，苯酚对新陈代谢具有强烈作 用，它所引起的体温升高具有潜在性的致命危险；这种情况是 由非偶合作用的结果——“空转马达”所引起的。二硝基苯酚 和五氯苯酚是这类被广泛用作除草剂的化学物质的例子。在除 草剂中，另外一个偶合作用的破坏者是2.4-D。在氯化烃类 中，DDT是一个已被证实的偶合作用破坏者，如果进一步研究 的话，将可能在这类物质中发现另外的破坏者。
不过非偶合作用并不是扑灭体内千百万个细胞的小火焰的 唯一原因。我们已经知道，氧化作用的每一步都是在一种特定 的酶的支配和促进下进行的。当这些酶中的任何酶--甚至是 单独的一种酶被破坏或被削弱时，细胞中的氧化循环就要停 止。不管哪种酶受到影响，其后果都是一样。处在循环中的氧 化过程正像是一只转动的轮子，如果我们将一个铁棍插入这个 轮子的辐条中间，不管我们具体插在哪两根辐条之间，所造成 的结果都是一样。同样的原因，如果我们破坏了在这一循环中 任何一点上起作用的一种酶，氧化作用就要停息。那时就再没 有能量产生出来了，其最终结果与非偶合作用非常相似。
许多通常用做杀虫剂的化学物质就是这种破坏氧化作用转 轮的铁棍子。DDT、甲氧氯、马拉硫磷、吩噻嗪和各种各样的 二硝基化合物都属于那些能妨碍与氧化作用循环有关的一种或 多种酶的杀虫剂，正大量使用着。它们就这样作为一种潜在作 用而出现了。它们能够阻止能量产生的整个过程，并剥夺细胞 中的可用氧。这一危害会带来大量灾害性的后果，在这儿只能 提及其中很小的一部分。
实验人员仅仅依靠系统地抑制氧供应，他们就能将正常细 胞转化成为癌细胞，我们将在下一章看到这部分内容。从正在 发育的胚胎的动物实验中可以看出剥夺细胞中的氧所造成的其 它激烈后果的一些线索。由于缺氧，组织生长和器官发育的那 些有规律的过程就被破坏了；畸形和其它变态随之发生。如果 人类的胚胎发生缺氧，它就会发育成先天畸形。
存在着一些迹象说明这类灾难的增加现在正为人们所注 意，虽然没有人期望发现其全部原因。作为那个时期更加不愉 快的凶兆之一是，人口统计办公室于1961年发起了一项全国 出生儿畸形填表调查，调查表上附带着一个说明，说明这个统 计结果提供了必要的事实来阐明先天畸形的发生范围和产生它 们的环境。这方面的一些研究毫无疑问大部分要涉及到测定放 射性影响，不过也不应忽视许多化学药物可与放射性产生同样 的影响。人口统计办公室冷酷地预料到，将会在未来的孩子们 身上出现的一些缺陷和畸形几乎肯定是由那些渗入我们外部世 界和体内世界的化学药物所造成。
情况很可能是，关于生殖作用衰退的一些症状也是与生物 氧化作用的紊乱联系在一起的，并且与极重要的ATP储存的 耗尽有关。甚至在受精之前，卵子就需要大量地被供给ATP， 以准备好去做出那种巨大的努力和付出巨大的能量消耗，一旦 精子进入卵子和受精作用发生后，就必须要消耗大量的能量。 精子细胞是否能够到达和进入卵子将取决于本身的ATP供应， 这些ATP产生于集中在精子颈部的线粒体中。一旦受精过程 完成，细胞的分裂就开始了，以ATP形式供给的能量将在很 大程度上决定着胚胎的发育是否能继续进行直到完成。胚胎学 家研究了一些他们最容易得到的材料--青蛙和海胆的受精 卵，发现如果ATP含量减少到一定的极限值之下，这些卵 子即停止分裂，并很快死亡。
从胚胎学实验室到苹果树之间并非没有联系，在这些苹果 树上的知更鸟窝里保存着它的蓝绿色的全部鸟蛋，不过这些蛋 冰凉地躺在那儿，生命之火闪烁了几天之后已经熄灭了。另外 在高高的佛罗里达松树顶部，那儿有一大堆整齐安放的树枝和 木棍，在这个窝里盛着三个大的白色的蛋，这些蛋也是冰凉而 无生命的。为什么知更鸟和鹰不去孵蛋呢？这些鸟蛋是否也像 那些实验室中的青蛙卵一样仅仅由于缺少普通的能量传递物 --ATP分子而停止发育了呢？ATP缺乏的原因是不是由于下 述原因造成的呢？在亲鸟体内和那些蛋中已经贮存了一定量的 农药，足以使供给能量所依赖的氧化作用的小轮停止转动。
不必再去猜测杀虫剂是否己在鸟蛋中积累了，很明显，检 查这些鸟蛋比观察哺乳动物的卵细胞要容易一些，不管这些鸟 蛋是在实验室条件下还是在野外得到的，只要在鸟蛋中检查出 这些农药，就能够发现DDT和其它烃类有大量积累，并且浓 度很大。在加利福尼亚州进行实验的雉蛋中含有349／百万的 DDT。在密执安州，从死于DDT中毒的知更鸟输卵管中取出的 蛋内含DDT的浓度超过200／百万。由于老知更鸟中毒死亡而 遗留在鸟窝中的无人关心的蛋中也含有DDT。遭到邻近农场使 用的艾氏剂中毒的小鸡也将这些化学物质传给了它们的蛋。以 母鸡进行实验。喂以DDT，下出来的蛋含有65／百万之多的 DDT。
当我们知道了DDT和其它的（也许是所有的）氯化烃通 过钝化一种特定的酶或通过破坏产生能量的偶合作用而能够中 断产生能量的循环时，我们很难想象，任何一个含有大量残毒 的鸟蛋怎么能够完成其发育的复杂过程：细胞的无限多次分 裂、组织和器官的精心构成、合成最关键的物质以最后形成一 个活生生的生命。所有这一切都需要大量的能量——即需要由 靠着新陈代谢循环的不断进行而产生ATP的线粒体小囊。
没有理由去假定这些灾难性事件仅仅局限于鸟类，ATP是 能量的普遍传递者，产生ATP的新陈代谢循环无论是在鸟类 或在细菌体内，无论是在人体或老鼠体内，它都有着同一效 果。因此杀虫剂在任何生物的胚胎细胞中积累的事实将同样有 害于我们，它意味着对人类也有相当的影响。
这些化学药物进入了产生胚胎细胞的组织中也就意味着同 样进入了胚胎细胞本身。在人工控制条件下的雉，老鼠和豚鼠 体中，在为消灭榆树病害而喷过药的区域的知更鸟体中，在活 跃在为消灭枞针树花蕾蠕虫而喷过药的西部森林中的鹿体中， 在各种鸟和哺乳动物的生殖器官中都已发现了杀虫剂的积累。 DDT在一只知更鸟睾丸中的含量高于其体内其他任何部分：雉 也在其睾丸中积累了大量的DDT，其量超过1500／百万。
在实验的哺乳动物中，可能作为这种DDT在生殖器官中 积累的后果之一是观察到了睾丸的萎缩。在甲氧氯中暴露过的 小老鼠，其睾丸异乎寻常地小。当一个小公鸡被饲以DDT时， 其睾丸只有正常大小的18%，依靠睾丸激素而发育的鸡冠和 垂肉只有正常大小的1／3。
精子本身也会受到ATP缺少的明显影响。实验表明，雄 性的精子的活动能力由于食入二硝基苯酚而衰退，因为它破坏 能量偶合机制，并不可避免地带来能量供应减小。其它己研究 过的化学物质也发现有同样作用。这些对人类可能带来影响的 迹象可以在有关精子减少的医学报告中或在精子产生的衰减中 或在喷洒DDT的农业航空喷雾器中被看到。
对于作为一个整体的人类来说，比个体生命更加无限宝贵 的财富是我们先天所具有的遗传物质，这是我们联系过去和未 来的纽带。通过漫长的进化时期的演变，我们的基因不仅把我 们人类造就成现在这个样子，而且将未来凶吉掌握在它们微小 的形体之内。然而在当前，人为因素所引起的危害已成为我们 时代的一种威胁，“这是对人类文明的最后的和最大的危险”。
化学药物和放射作用又一次表现出了它们严格的而又不可 避免的相似性。
放射性袭击使得活体细胞遭受到各种伤害，它的正常分裂 能力可能被破坏，它的染色体结构可能被改变，或者带有遗传 物质的基因可能经历被称之为“突变”的突然变化，这种突变 将使细胞在其后代中产生新的特征。如果细胞是极为敏感的， 那么这些细胞可能即刻被杀死；否则，这种细胞会在多年时间 过去以后最终变成恶性细胞。
这些放射性作用的危害结果已在用大量称为似放射性或似 放射作用化学物质所进行的实验研究中被再现。许多被用作农 药、除草剂或杀虫剂的化学物质都属于这一类物质，它们具有 破坏染色体的能力，干扰正常的细胞分裂，或者引起细胞突 变，这些对遗传物质的伤害能够导致暴露于农药的个体生物患 病，也可以以其作用影响后代。
仅仅在几十年之前，还没有人知道放射性的这些作用，也 没有人知道这些化学物质的作用：在那些日子里，原子还未曾 被分离出来，可以摹仿放射作用的化学物质几乎还没有从化学 家的试管里孕育出来。然而到了1927年，德克萨斯大学动物 学教授赫曼·J·穆勒博士发现将一个有机体暴露于X射线中， 它就能在以后的几代中发生突变。随着穆勒的这一发现，一个 科学和医学知识的新领域就被打开了。穆勒以后由于他的成就 而获得了诺贝尔医学奖金。后来，这个世界很快就与那种引起 纠纷的灰色降尘（这里的灰色降尘系指由原子弹爆炸所造成的放射性尘埃。）打交道了。在这个世界上，即使不是一个 科学家现在也知道放射性的潜在危害了。
尽管很少有人注意，在40年代初还有一个随之而来的发 现。在爱丁堡大学，卡路特·奥巴克和威廉·罗伯逊在芥子气的 研究中，发现这种化学物质造成了染色体的永久性变态，这种 变态与放射性所造成的变态无法区别。用果蝇来做实验（穆勒 也曾用这种生物进行他的X射线影响的早期研究），芥子气也 引起了这种果蝇的突变。这样，第一种化学致变物就被发现 了。
现在与芥子气具有同样致变作用的化学物质已有了一个很 长的名单，这些化学物已知能改变动物和植物的遗传物质。为了了解化学物质为何能够改变遗传过程，我们必须首先了解当 生命处于活的细胞阶段时的基础演变。
如果身体要生长，如果生命的源流要一代一代地传下去的 话，那么组成体内组织和器官的细胞就必须具有不断增殖的能 力。这种作用是借助于细胞的有丝分裂或核分化过程来完成 的。在一个即将分裂的细胞中，具有重要性的变化首先发生在 细胞核内，最后扩展到整个细胞。在细胞核内，染色体发生了 奇妙的移动和分裂，以使本身排列成为老的式样，这种老的式 样可以将遗传的决定因素——基因传递给子代细胞。染色体先 是细长线状，基因则念珠般地排列其上，尔后染色体纵向分离 （基因亦分离），随着细胞分裂，染色体各有一半进入子细胞。 通过这种方式，每一个新的细胞都将含有一整套染色体，而所 有的遗传信息密码就编排在染色体中。借助于这种方式，生物 的种属的完整性就被保留下来了；借助于这种方式，龙生龙， 凤生凤，老鼠儿子会打洞。
一种特殊类型的细胞分裂发生在胚胎细胞的形成过程中。 因为对一定种类的生物来说其染色体数目是一个常数，所以结 合形成一个新个体的卵子和精子只能带着一半数目的染色体进 入新的结合体中。这一过程借助于染色体行为的变化极为精确 地得以完成，这一染色体变化发生于产生新细胞的分裂作用过 程中。在这时，染色体自身并不分裂，而是由每对染色体中分 离出的一个染色体完整地进入每一个子体细胞。
整个生命发展的关键就被揭示于一个细胞中。细胞分裂的 过程对于地球上所有的生命来说都是一样的；无论是人还是变 形虫，无论是巨大的水杉还是极小的酵母，如果没有了这种细 胞分裂作用，便都不再能够存在了。因而，任何妨害细胞有丝 分裂的因素对有机体的兴旺发展及其后代都是一个严重威胁。
“诸如像有丝分裂这样一些细胞组织的主要特征已存在了 5亿年之久，也许近于10亿年”，乔治·盖劳德·西蒙森和他的 同事彼特钧·狄范尼在他们的内容广博的名为《生命》的一书 中写道：“从这个意义上来看，生命世界虽然肯定是虚弱和复 杂的，但是它在时间上已是难以置信的经久——甚至比山脉还 要经久。这种经久性完全是依靠着几乎难以置信的精确性—— 遗传信息带着这种精确性由一代复现着一代。”
不过在这千百万年的全部过程中，这种“难以置信的精确 性”从未遭受过像20世纪中期由人造放射性、人造及人类散 布的化学物质所带来的如此直接和巨大的威胁的打击。一个卓 越的澳大利亚医生、诺贝尔奖金获得者麦克华伦·勃乃特先生 认为上述情况是我们时代的“最有意义的医学特征之一，作为 越来越有效的治病手段的、但生命却未曾经验过的化学药物的 生产的一个副产品，是使保护人体内部器官免受改变因素危害 的整个屏障作用已经越来越频繁地被突破。”
人类染色体的研究还处于早期阶段，所以只是在最近才有 可能去研究环境因素对染色体的作用。直到1956年由于新的 技术的出现才使得精确确定人类细胞中染色体的数目--46 个成为可能，并且使如此细致地观察它们成为可能，这种观察 可以使整个染色体或部分染色体的存在与否被检查出来。由环 境中某些因素而引起的遗传危害的整个概念相对是比较新的， 并且除了遗传学家之外，它很少能够被人们所理解，所以这些 遗传学家的意见难得被人们所采纳。以各种形式出现的放射性 危害现在已经令人信服地被充分理解了，——虽然有时在一些 意外的场合下还被否认。穆勒博士常常感到惋惜的是“不仅有 这样多的政府部门的政策制定者，而且有这么多的医学专业人 员拒绝接受遗传原则”。化学物质可以起到与放射性同样作用 的这一事实现在几乎没有被公众所知晓，同样也没有被大部分 医学工作者和科学工作者所了解。由于这种原因，一般所应用 的化学物质（更确切来说是实验室中的化学物质）的作用至今 尚未得到评价，但对于这些作用做出评价是极为重要的。
在对这种潜在危险做出估计方面，麦克华伦先生并不是孤 立的。一位英国杰出的权威皮特·亚历山大博士曾说过：“与放 谢性有类似作用的化学物质可以代表着比放射性更大的危险。” 穆勒博士根据几十年来在基因方面的杰出研究所提出的远景警 告说：各种化学物质（包括以农药为代表的那些物质）“能够 提高突变的频率像由放射性引起的一样多……在人们暴露于不 寻常的化学物质的现代情况下，我们的基因遭受这样的致变物 的影响已达到了相当程度，然而我们至今对这个程度几乎还一 无所知”。
对化学致变物问题的普遍忽视也许是由于这样一个事实， 即最初发现化学致变物仅仅是出于学术上的兴趣。氮芥子气始 终没有从空中喷撒向整个人群；它的使用是被掌握在实验生物 学家或生理学家的手中，他们将它用于癌症治疗。（用这种方 法治疗染色体破坏的病人的例子已于最近被报道）但是杀虫剂 和除草剂已经在与大量人群密切接触了。
只要对该问题稍加注意，就可以收集到一定数量有关农药 的专门资料，这些资料显示出这些农药以多种方式妨害着细胞 的重要过程--从微小的染色体损伤到基因突变，并且带来导 致最后恶变灾难的后果。
几代暴露于DDT的蚊子已转变成为一种被称为雄雌同体 的奇怪生物——它是半雄半雌的。
被多种苯酚处理过的植物的染色体遭到了严重毁坏，基因 发生变化，出现大量的突变和“不可逆的遗传改变”。当遭受 苯酚作用后，突变在遗传实验学的经典材料——果蝇身上也发 生了；这些果蝇发生了如此危险的突变，就如同它们被暴露于 一种普通的除草剂或尿烷中一样，达到了致死的程度。尿烷属 于被称为氨基甲酸酯的那类化学物质，从这类化学物质中正在 涌现出日益增多的杀虫剂和其他农用化学物质。有两种氨基甲 酸酯已被实际用于防止储藏中的马铃薯发芽，——确切来说是 因为它们中断了细胞的分裂作用，这一点已被证实。其中之一 的马来酰肼估计是一种强大的致变物。
经六氯联苯（BHC）或高丙体六六六处理过的植物会变得 奇形怪状，在它们的根部带有像肿瘤一样的块状突起物。它们 的细胞的体积变大了，这是由于染色体数目的倍增而肿大起来 的。这种染色体的倍增现象在未来的细胞分裂中将一直继续进 行下去，直到细胞的分裂由于体积过大而不得不停止时为止。
除草剂2.4-D也能在经受处理的植物中产生肿块，使染 色体变短、变厚，并聚积在一起。细胞的分裂被严重地阻滞 了。这种总影响被认为与X-射线所产生的影响十分相似。
这不过只是一点点说明，还可以引证更多的情况。至今还 没有开展旨在检验农药这种致变作用的广泛研究。上述被引证 的事实都是细胞生理学或遗传学研究的副产品，直接针对这个 问题进行研究已是迫不及待的了。
一些愿意承认环境放射性对人体存在潜在影响的科学家却 在怀疑致变性化学物质是否同样也具有这种作用。他们引证了 大量有关放射性侵入机体能力的事实，然而却怀疑化学物质能 否达到胚胎细胞。我们又再一次被这样一个事实所阻拦，即对 这一人体内的问题，我们几乎没有多少直接的证据。然而，在 鸟类和哺乳动物的生殖器官和胚胎细胞中发现有大量DDT积 累的现象是一个有力的证据，至少说明氯化烃不仅广泛地分布 于生物体内，而且已与遗传物质相接触。宾夕法尼亚州立大学 的大卫·E·戴维斯教授最近已发现，能够阻止细胞分裂和有限 地用于癌症治疗的烈性化学物质也能引起鸟类的不孕。即使达 不到致死的水平，这种化学药物也能够中止生殖器官中的细胞 分裂。戴维斯教授已经成功地进行了野外实验。然而，很明 显，几乎没有什么理由能使人们希望和相信各种生物生殖器官 能够避免环境中各种各样化学物质的侵害。
最近在染色体变态领域中所取得的医学发现是非常令人感 兴趣的和意义深远的。在l959年，一些英国和法国的研究小 组发现他们各自独立进行的研究得出了一个共同的结论，即一 些人类疾病的发生是由于正常染色体数目遭到破坏。在这些人 所研究的某些疾病和变态中，染色体的数目与正常值不一致。 这一情况解释了为什么现在已经知道所有典型的蒙古型畸形病 人都有一个多余的染色体。有时这个多余的染色体是附着在另 外的染色体上，所以染色体数目仍保持正常的46个。然而一 般的规律是，这一个多余的染色体独立存在，从而使染色体的 被字达到47个。这些病人缺陷发生的原始原因肯定来自前一 代。
看来，对于患有慢性白血球增多症的某些病人（不管是美 国的还是英国的）来说，起作用的是另外一种机制。在一些血 液细胞中已经发现了同样的染色体变态。这个变态包括着染色 体的部分残缺。在这些病人的皮肤细胞中，染色体数目是正常 的。这个结果表明，染色体的残缺并不是发生在形成了这些生 物体的胚胎细胞中，而是仅仅出现在某些特定的细胞中（在这 个例子中，最先遭害的是血液细胞），这个危害是在生物体本 身的生活过程中发生的。一个染色体的残缺可能会使它们丧失 指挥正常行为的“指令”功能。
自从打开这个新领域之后，与染色体破坏有关的身体发生 缺陷的种类和数量以一个惊人的速度在迅速增长，至今已超出 医学研究的范畴。仅知有一种叫做克兰弗特病的并发症是与一 种性染色体的倍增有关。产生此病的生物是雄性的，不过，因 为它带有两个X染色体（染色体变成XXY型，而下是正常的 雄性染色体XY型），它就变得有些不正常了。身长极高和精 神缺陷通常与在这种情况下所发生的不孕症相伴随。相反，仅 仅得到一个性染色体（即XO型，而不是XX型或XY型）的 生物体实际上是雌性的，不过缺少许多第二副性征。这种情况 常伴随着各种生理的（而且有时还是精神的）缺陷而出现，当 然其原因是X染色体带有各种特征的基因。这就是所谓的反 转并发症。在这些病被揭晓之前，这些情况已早在医学文献中 有描述了。
在关于染色体变态的课题上的大量研究工作已由许多国家 的工作者所完成。由克劳斯·伯托博士所领导的一个威斯康星 州大学的研究组一直在研究各种先天性变态，这些先天性变态 通常包括着智力发育迟缓，看来，这是由于一个染色体的部分 倍增而引起的，仿佛是在一个胚胎细胞形成的时候，一个染色 体被打碎了，而其碎片未能适当地重新分配。这种不幸可能会 干扰胎儿的正常发育。
根据现有知识，一个完全多余的人体染色体的出现通常是 致命的，它能阻止胎儿的生存。在这种情况下已知只有三种方 式可以使胎儿继续生存，蒙古型畸形病当然是其中之一；另 外，一个多余的附加染色体碎片的存在虽然会造成严重伤害， 但不一定是致命的，根据威斯康星州研究者们的看法，这种情 况可以很好地解释至今尚未被查清的一些病例的本质原因，在 这些病例中，一个儿童带着复合的缺陷出生，这些缺陷通常包 括着智力发育迟缓。
到目前为止，科学家一直都是在关心与疾病和缺陷发育有 关的染色体变态的鉴定工作，而不怎么深究其原因，这是研究 工作的一个新课题。假定认为在细胞分裂过程中引起染色体古 怪行为的染色体损伤应该由某个单独的因素来负责，这种想法 是不妥的。然而，我们难道能够无视这样一个现实吗？——我 们现在正使化学物质充满我们的环境，这些化学物质有能力直 接打击染色体，并以精确的方式影响染色体，造成上述情况。 为了得到一个不生芽的土豆或一个没有蚊子的院落，难道我们 付出这样的代价不是过高了吗？
如果我们愿意的话，我们是能够减少对我们基因天性的章 种威胁的；这种基因经过了约20亿年的活原生质的进化和选 择之后，方才进人我们身体，这种基因仅在目前暂时属于我 们，以后我们必将把它传给后代。我们现在竟不能保护基因的 完整性。虽然化学物质的制造者们根据法律要求检验了他们产 品的毒性，但是，法律却没有要求他们去检验这些化学物质对 基因的确切影响，所以他们实际上也没有这样去做。