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与放射性所造成的变态无法区别。用果蝇来作实验（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时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，染色体发生了奇妙地移动和分裂，以便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。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人每一个子体细胞。
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细胞，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都对有机体的兴旺发展及其后代是一个严重威胁。
“诸如象有维分裂这样一些细胞组织的主要特征已存在了五亿年之久，也许近于十亿年，”乔治·盖劳德·西蒙森和他的同事彼谭德莱、蒂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。”
不过在这千百万年全部过程中，这种“难以置信的精确性”从未遭受过像二十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、但生命却末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，但对于这些作用作出评价是极为重要的。
在对这种潜在危险作出估计方面，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：“与放射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2·4一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D·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。大卫教授己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1959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己经知道所有典型的蒙吉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，从而使染色体的数字达到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速度在迅速增