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芭芭拉.麥克林托克──嚮往自由的獨身研究者

我擁有很美好的時光──很難想像有更好的了。……我的人生很有意思,也非常、非常令人滿意。

1983年,諾貝爾生理與醫學獎頒給了細胞遺傳學家芭芭拉.麥克林托克(Barbara McClintock),以表彰她發現轉位因子(transposable element)的成就;這也是史上第一次由女性單獨獲得該獎項。在當時的記者會上,她這麼評論了自己的過往。然而,只要深入了解其生平,就會發現事情並非如此輕鬆;尤其,對一度考慮放棄研究工作的年輕麥克林托克而言,更是如此。

Barbara_McClintock_(1902-1992)

芭芭拉.麥克林托克在實驗室的照片(來源:維基百科

不像個女孩

芭芭拉.麥克林托克,1902年6月16日生於美國康乃狄克州。父親是醫生,奮力於建立自己的醫療診所;母親擅長彈奏鋼琴、繪畫和詩詞,靠教鋼琴課貼補家用。

出於種種家庭因素考量,芭芭拉從三歲開始、直到小學入學前,都與麻薩諸塞州的姑媽、姑丈同住。姑丈開著小貨車販賣魚貨,芭芭拉則跟著他到處跑,也常興致盎然觀察姑丈苦惱地修理車輛故障。

1908年,麥克林托克全家搬到紐約市布魯克林。可能天性使然,芭芭拉很早就顯露出獨立自主的性格,甚至在襁褓時期就習慣獨處。她鍾情於運動、以及個人就可以做的活動,例如閱讀、或靜靜坐著想事情。她會跟男生們一塊兒打球,卻跟小女生玩不起來。那時候的她,就像個小男生。

芭芭拉的父母,一直秉持著相對開明的教養態度,讓她發展自己的興趣、也不會要求她表現得像個女孩。四歲時,父親還送了拳擊手套作為芭芭拉的生日禮物。他們認為,學校只是教育的一環,其他的生活教育一樣重要。例如,當芭芭拉表示出對溜冰的興趣,家裡就準備了最好的溜冰鞋給她,甚至允許她蹺課去溜冰。

芭芭拉和父親相當地親密。父親不但理解她,也樂於給予回應、和無微不至的照顧;母親雖然和她關係緊繃,卻也全力支持女兒的特立獨行。有次,鄰居大嬸指責芭芭拉,說她不但穿褲子[1]、還在街上跟男孩們遊玩,很不應該;必須好好學習當個女孩。獲知這件事後,她的母親立刻打電話給鄰居,堅定地要求對方不得再向芭芭拉講類似的話。

高中時期,麥克林托克發展出對科學和知識的興趣,不只常幫同學解答習題,還會試著找出不同的解法。她也開始察覺,要貫徹自己想做的事似乎並不容易;但無論如何,她都必須要順從自己的內心、不受外界限制。

麥克林托克一家四個小孩和母親的合照。(左三為芭芭拉。圖片來源)

麥克林托克一家四個小孩和母親的合照。(左三為芭芭拉。圖片來源

特立獨行

高中畢業後,儘管她想上大學,母親卻抱持反對意見:一方面,家境並不寬裕;二來,接受高等教育會讓女兒結不了婚。芭芭拉的兩位姊姊確實也在母親的勸說之下,沒有上大學(即使其中一位還獲得獎學金補助)。但母親的考量並不難理解。當時,美國女性連投票權都沒有,女人的生涯基本上完全仰賴於丈夫。

無可奈何之下,芭芭拉工作了幾個月,並利用下班時間在圖書館自學。恰好,第一次世界大戰落幕,父親從軍旅歸來,帶來新的契機。她的父親雖然同意母親的說法、也預期芭芭拉的學術之路會走得相當艱辛,但還是採取了支持的態度,同意她進入康乃爾大學(Cornell University)農學院就讀。即使求學之路波折不斷,她的父母最終都還是選擇了在背後默默支持芭芭拉的決定。

時值1920年代,隨著戰爭結束,年輕士兵返鄉引起了新一波的社會風氣轉變。爵士樂誕生、較開放的性關係、非法酒吧[2]裡的飲酒作樂、原住民和同性戀等少數族群得到稍微平等的對待;女性的地位亦有所提昇,包括取得投票權。人稱咆哮的二十年代(Roaring Twenties)。

在當時的社會氛圍下,特立獨行的她如魚得水,率校園女學生之先,將頭髮理成鮑伯頭式的短髮、在公開場合抽菸;玩爵士樂,隨當地爵士樂團到酒吧或餐廳彈奏班卓琴(五弦琴)。她盡情地修習有興趣的科目,而且一點也不在意成績。

在大學裡,不論社交上、或智識上,麥克林托克都得到許多成長,不但獲選為女性新生的級長,也被邀請加入姊妹會;不過,當她發現姊妹會相當排外、並非所有人都能進入時,就拒絕了邀約。

頭兩年,她也常常約會,不過這些關係都沒持續下去。日後她回憶:「我並沒有強烈的需求要和某人有依附之情,我就是感覺不到它。我永遠不了解婚姻,現在依然……我從來沒經歷過需要它的時刻。」獨處帶給她的舒適,以及對理解、學習新事物的狂喜,才真正構築了她的一生。對麥克林托克而言,最大的喜悅永遠來自於科學研究工作和解開謎團。

她不顧家人反對,選擇了就讀大學;也不顧旁人目光和社會對性別的枷鎖,盡情做自己想做的事;她不想受到感情的束縛,只願專注在喜歡的科學研究。

明確的志向

除了修習植物學系夏普教授(Lester W. Sharp)[3]所開的細胞學,1921年秋,她也選修了植物育種系哈奇森教授(C. B. Hutchison)的遺傳學;學期結束後,可能因為對麥克林托克的表現印象深刻,哈奇森打電話邀她繼續修習研究所的遺傳學課程。芭芭拉很高興地允諾了。「很明顯地,這通電話為我的未來定了調。此後我就一直待在遺傳學領域。」在自傳裡,她這麼回憶。

1923年,麥克林托克以很普通的成績(比B稍低一些),獲得主修植物育種和植物學的學士學位。正如她在生活各方面一直很清楚自己想要什麼,她對研究所的方向一點都不感到懷疑──那必須同時包含遺傳學和細胞學兩者;簡而言之,細胞遺傳學。

她天殺地擺明是個新品種!

當時,康乃爾大學擁有一群傑出的遺傳學家,但遺傳學是由植物育種系開設,而該系卻不接受女性研究生[4]。所以,芭芭拉在植物學系註冊為研究生,主修細胞學,並副主修遺傳學和動物學。為了工作方便,她捨棄裙裝,改穿及膝五分褲──這在當時是很前衛的選擇。

麥克林托克很擅於使用顯微鏡,常常可以發現別人看不出的細胞結構和變化。對喜愛的事物,她的專注力與熱情令人驚訝。她曾講過這麼個小故事:

當我還是大學裡的菜鳥時,修了地質學──而且我真的很愛地質學。所有人沒有例外地都必須參加期末考。……我對這門科目太熟了,懂得的遠多過課堂傳授的,所以迫不及待希望期末考趕快來。……我一點都不想被寫名字這種事干擾,打算先看題目。我很開心地馬上作答,且極度享受這個過程。當一切順利完成,正打算寫下名字時,我卻一點也想不起來。我只能窘在那裡、無能為力。我也不好意思問其他人自己的名字到底是什麼──他們只會當我腦袋有問題。我愈來愈焦慮,直到約二十分鐘後名字才浮現在腦海中。

進入研究所後,她擔任細胞學家蘭多夫(Lowell Randolph)的助理。這段合作關係雖然短暫,但他們共同研究了玉米花粉裡染色體的減數分裂行為,並發表論文──這也催生了玉米的細胞遺傳學。

雖然麥克林托克還沒拿到學位,剛到康乃爾大學工作的博士後研究員羅茲(Marcus Rhoades)卻發現了她的才能。「見鬼了!」他說:「她天殺地擺明是個新品種![5]」在(後來成為她終生好友的)羅茲支持下,芭芭拉在康乃爾大學擔任研究生及博士後研究員期間,逐漸組織起一個小研究群組,成員包括了研究生、博士後研究員與教授,甚至未來的諾貝爾獎得主喬治.比德爾(George Beadle)。

1927年博士班畢業後,麥克林托克留在康乃爾大學擔任講師。延續之前的研究,她發展出辨別玉米全部十條染色體的技術,並於1929年發表了玉米的染色體組型(idiogram);隨後,成功辨識出玉米最小染色體裡的基因連鎖群(linkage group);同時,又跟女研究生克萊頓[6]證實同源染色體在減數分裂時的染色體互換(crossover)作用;1931年,她發表了史上第一份玉米基因圖譜。

短短數年間,康乃爾大學研究群在玉米細胞遺傳學得到飛躍般的進展。

1929年,麥克林托克(右一)和同事的合照(圖片來源)

1929年,麥克林托克(右一)和同事的合照(圖片來源

獨身主義和尋找機會

雖然芭芭拉取得博士學位、事業亦蒸蒸日上,她的母親還是希望她能夠找到個好人家嫁了。在生活上,她非常地嚴以律己,時間也安排得有條不紊:所有行程都預先規劃得無縫接軌,以達最大的工作效率;相較之下,對於婚姻她卻是一點都沒有想要處理。她也曾有過對象,但麥克林托克認為自己太獨立、無法接受過於親密的關係。

婚姻只會是災難。男人不夠強……而且我知道我會是那個主導關係的人……我會讓他們的生活變得一團糟。

1931年開始,在美國國家科學研究委員會(National Research Council)及其他一些單位的經費支援下,除了康乃爾大學,她也分別到密蘇里大學和加州理工學院工作,開著她的福特A型車到處跑,並做了一系列重要研究。尤其,密蘇里大學的教授施泰德(Lewis Stadler)教導她如何利用X光引發玉米染色體的基因突變,這成了日後麥克林托克很重要的研究工具。她回憶道:「我每天早上都迫不及待地想趕快去實驗室,我痛恨睡覺。

1933年,她短暫去了德國。但是,第二次世界大戰前夕的德國,社會氣氛並不好,以至於她很快就返回了美國。

此時她已得到博士學位接近七年,也做出許多重要成果。麥克林托克的名聲愈來愈響亮,但一直找不到全職的研究工作;她有著最傑出的學術成就,卻只能長期待在學術職位的最底層。那是艱困的經濟大蕭條年代,工作機會本就不多,提供給學術頂端女性的職缺更是幾乎沒有。即使如此,她卻依然堅持走著自己的路,尋找任何可能的機會。

若結婚就滾蛋

1936年,在好友施泰德的力薦下,麥克林托克終於得到密蘇里大學的助理教授一職。然而,這依然不是終身職,而且教員間的會議她也不能參與;不但升職無望,更可能隨時得捲鋪蓋走路。

有次,一位跟芭芭拉同名同姓的女士在報紙上刊登了結婚告示[7],密蘇里大學植物系主任氣急敗壞找了她來:「如果妳結婚,就會被炒魷魚。」在密蘇里大學的狀況真是「太糟了、太糟了、太糟了。[8]」麥克林托克多年後這麼抱怨:「女性的處境是令人難以置信地惡劣。

她總是穿著褲裝;週末忘記帶系所鑰匙還會爬窗戶進去,引發軒然大波。同時,她的課堂教學也實在不亮眼。對於她種種「所謂」不得體的作風,以及差強人意的授課表現,密蘇里大學校方是看在眼裡、記在心裡。

1941年,麥克林托克最終忍無可忍,衝進院長辦公室,直截了當詢問是否有任何可能被晉升為終身職。對方搖著頭,給了否定的答案。事實上,只要施泰德離開密蘇里大學的話,她可能就會被革職──他又補充道。麥克林托克當下立刻做了決定,不想再留在這鳥地方了!即使不知道下一份工作在哪裡,她收拾行李、開著愛車,頭也不回地離開。總之,她是絕不會再回來了,即使轉行、再也不做遺傳學研究,也在所不惜。

當時,她的成就已經引發了遺傳學的革命,還是美國遺傳學會的副會長;她的早期實驗也被認為是最重要的生物學實驗之一。然而,她就是找不到穩定的經濟來源──終身職的研究工作幾乎只保留給男性,女性要得到是難上加難。

一直以來,麥克林托克總是順從自己的內心而行;即使路途艱險,尚能披荊斬棘、化險為夷。唯獨這次,她恐怕真的是無法再隨心所欲了……

絕望與轉機

離開密蘇里後,萬念俱灰,但麥克林托克仍念茲在茲自己的玉米田。她寫了信詢問好友羅茲的種田計畫。冷泉港(Cold Spring Harbor)。她得到如此答覆。

在羅茲的居中引介下,麥克林托克得到卡內基華盛頓研究所(Carnegie Institution of Washington)在冷泉港實驗室的一年聘研究職。雖然仍有所疑慮,不確定是否要持續這種生活,但她還是答應赴約。可能上天終於看到了她的努力。過不了多久,麥克林托克即被聘為終身職研究員──她總算可以專心種玉米了。

冷泉港實驗室對她來說,是最完美的工作場所:所有人都穿著牛仔褲、每週工作七、八十小時、而且都喜歡生物學研究;不需要教書,研究也沒有任何限制。「我有完全的自由……我可以做任何想做的事,而且不會有任何的反對意見,可說是完美。你無法找到比這更好的工作了──其實就像是沒工作一樣。」她這麼形容這份工作。

1944年,麥克林托克被選為美國國家科學院(National Academy of Sciences)史上第三位女院士;緊接著,1945年又獲選美國遺傳學會的會長。當她接到消息時,並沒有歡欣鼓舞,反而是百感交集地留下眼淚。如果她是男人,應該會很高興地接受這一切;但作為女人,感受就相當不同了──喜悅、壓力與責任夾雜而來。在寫給朋友的書信中,她說:「猶太人、女人和黑人已經習慣那些針對他們的各樣歧視,所以通常沒太多期待。我不是女性主義者,但我非常樂見那些加諸在猶太人、女人跟黑人等的不合理疆界被打破──這種事情對我們所有人都有益處。

麥克林托克和她在冷泉港的玉米田(圖片來源)

麥克林托克和她在冷泉港的玉米田(圖片來源

轉位因子與飽受冷落

從自己種的玉米田,麥克林托克發現,有別於她原先的預期,玉米顏色似乎呈現某種奇怪的模式。經過一番研究,她在玉米的染色體中發現了兩個特殊的基因位點(loci);二者不但可以在染色體中轉移位置,之間還存在緊密的關係。因為它們能夠控制其他基因的開啟或關閉,所以芭芭拉稱之為控制因子(controlling elements);隨著控制因子的移動,基因是否作用、和基因突變產生的效應,都不是固定不變的。甚至,外在環境也可能影響到基因的運作。

在此之前,基於過往的證據,遺傳學界認為,染色體裡基因的位置和順序是固定的、不太會發生變動。然而,麥克林托克的細心和追根究底,讓她發現了嶄新的、調節與控制基因的動態性運作機制。不僅如此,她更看出箇中蹊蹺:同樣的機制,或許也能為許多動、植物變種(如變種人X-Men)的成因提供解釋。現今,我們將這些自發移動的基因稱為轉位因子(transposable element),或是跳躍基因(jumping genes)。

1948年,麥克林托克寫了份報告,披露她的階段性發現;1951年,在冷泉港生物學專題討論會上,她正式發表了完整的論文。只不過,學界的反應一點兒也不好:不是困惑、就是質疑。緊接著,她又持續發表了數篇論文,社群的反應卻同樣冷淡;可以想見,芭芭拉感到非常地失望。最後,她將研究成果彙整成一篇長論文,於1953年出版;果不其然,還是乏人問津。

在那之後,她大都將研究成果紀錄在筆記本上、封存到書架的一角;僅偶爾出版一些簡短的研究摘要,甚至也不太發表演講了。即使沒人欣賞,她仍繼續著她那高深莫測的研究;同時,也廣泛涉獵其他不同的生物學領域。

我知道的科學家裡,沒有人能有這樣的紀律和自信去堅持所做的事。」日後,她的分子生物學家朋友如此形容那段時期。「當我發現他們不理解、也不當它一回事的時候,我很驚愕,但我並不在意。我就是知道我是對的。……光是研究本身就帶給了你莫大的愉悅。」芭芭拉本人倒是這麼描述。

或許,也不能怪罪生物學界的同行。當時,遺傳學的研究焦點已經改變;物理和化學原理被廣泛運用在生物學研究上,分子生物學正蓬勃發展,也獲得許多成果。另一方面,麥克林托克的實驗既困難又艱深;她也實在不擅長把複雜的研究講得淺顯易懂;即使是世界頂尖的遺傳學家都不見得明白她的研究。

此時,她已經偏離學界主流很遠,也沒辦法說服同儕相信她的成果。要一直到60年代晚期,細菌的轉位因子被發現;以及70年代,玉米基因被成功複製,其轉位因子亦被詳加分析之後,麥克林托克當初研究的重要性才被理解。名氣和名譽、也慢慢地聚集而來。

生命的榮光

1983年,在第一份轉位因子報告的35年後,諾貝爾獎的榮耀降臨於麥克林托克身上。雖然獎金對財務很有幫助,她卻很厭煩隨名氣而來的各式邀約與打擾;她一向不喜歡曝露在公眾的目光之下。

我不認為有比這裡(冷泉港實驗室)更好的機構,能如此讓人盡情做想做的事。如果是在其他單位,我肯定早就因為我做的那些事而被開除了。」她這麼回顧自己的研究生涯。冷泉港實驗室對研究員完全尊重與放手,就麥克林托克而言,是最好的工作環境;她也明白,自己的隨心所欲並不見容於大多數的研究單位。換言之,冷泉港實驗室和芭芭拉,若少了其中任何一者,轉位因子的重大發現都不可能那麼迅速出現。

雖然,在名義上她1967年就退休了,但她其實從未離開科學研究。直到接近九十歲了,麥克林托克才把工作時數縮減為每天八至九小時。她的研究,經歷了長時間的不被讚賞;她的人生,勇於對抗加諸在性別上的枷鎖。她也教導了我們,最重要的科學發現不見得馬上就會被社會認可、甚至也不會是最受注目的。她的學術成果直到現在都還是非常有用;她的成就與故事,也成為女性科學家的楷模。

1992年,她的朋友、學生和同事為她舉辦了盛大的生日派對,並出了專書紀念她的貢獻[9]。就在這個生命中最難忘的派對之後沒幾個月,1992年9月2日,麥克林托克瀟灑地離開了世界。當我們仔細回顧她的人生,正如同她終身所信奉的圭臬「我想要自由,[10]」所有的一切都是這麼率性、有主見、不受束縛──她是真正順從自己內心的自由人。

1992年出版的紀念專書

1992年出版的紀念專書

參考資料

  • 《Barbara McClintock》; J. Heather Cullen(Chelsea House Publishers)(2003)
  • 《The Tangled Field: Barbara McClintock’s search for the patterns of genetic control》;Nathaniel C. Comfort(Harvard University Press)(2001)
  • 《Barbara McClintock: Pioneering Geneticist》;Ray Spangenburg & Diane Moser(Chelsea House Publishers)(2008)
  • 《Encyclopedia of Science and Technology Communication》;Susanna Hornig Priest(SAGE Publications, Inc.)(2010)
  • 《Biographical Memoirs》;National Academy of Sciences of the United States of America(National Academy Press)(1999)
  • 《Nobel Prize Women in Science: Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries》;Sharon Bertsch McGrayne(Joseph Henry Press)(1998)
  • 《Handbook of Maize: Genetics and Genomics》;Jeff L. Bennetzen & Sarah C. Hake(Springer)(2009)
  • 《Classical Genetic Research and Its Legacy: The Mapping Cultures of Twentieth-Century Genetics》;Jean-Paul Gaudillière & Hans-Jörg Rheinberger(Taylor & Francis)(2005)

註釋

  • [1] 當時,褲裝並不算是女性的穿著。有興趣可以參考這篇文章
  • [2] 當時美國實行禁酒令,全面禁止一切酒精飲料的製造、販賣和進出口。
  • [3] 後來他成為麥克林托克的研究所指導教授。
  • [4] 根據近期的研究,當時植物育種系確實有女性研究生。這裡的矛盾還有待科學史研究者釐清。
  • [5] 原文:“Hell. It was so damn obvious. She was something special.”
  • [6] Harriet Creighton,日後亦成為植物學家和大學教授。
  • [7] 當時的人結婚,常常會利用刊登在報紙上的方式昭告天下。
  • [8] 原文:“Awful, awful, awful.” 因為很重要所以她說了三次。
  • [9] 《The dynamic Genome: Barbara McClintock’s Ideas in the Century of Genetics》; Cold Spring Harbor Press, 1992.
  • [10] 原文:“I want to be free.”。
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關於作者

科學大抖宅

科學大抖宅

在此先聲明,這是本名。小時動漫宅,長大科學宅,故稱大抖宅。物理系博士後研究員。人文社會議題鍵盤鄉民。人生格言:「我要成為阿宅王!」