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瓷酒杯替代;自己做一根拉得极细的玻璃丝,就是显微解剖器;实验蛙全部
采自小镇周围的乡村田野。教课和实验的空余之时,童第周和他的同事、学
生常常拎着瓶子,到野外收集生物标本。这是大家最轻松的时候,小路弯弯,
溪水淙淙,绿树婆娑。蓝天上的白云,温柔如絮,悠悠远去。此时此刻,坐
在小河边石板上的童第周不由地想起在布拉赛教授手下工作的日子:欧洲古
老的红砖校舍,无边的茵茵绿草,资料丰富的图书馆,一尘不染的研究室,
明亮的灯光,洁净的器皿,多么使人神往的工作环境呵。感慨之余,童第周
说:“既然义无反顾地回到了祖国,回到了这个战火纷飞、满目疮夷的祖国,
我就要坚持研究,坚持实验,不管条件有多艰苦,困难有多大,我一定要做
出点什么来。”这几年中,就是在这种信念支持下,虽然条件极端困难,童
第周和他的同事们完成了金鱼卵子发育能力、蛙胚纤毛运动机理分析等一系
列研究。根据这个研究成果写成的论文发表后在国际上引起了同行们的很大
反响。
建国前夕,童第周正在国外讲学,当他听到新中国快要成立的消息时,
克制不住内心的喜悦,急着要回到祖国,他对劝他留下来的朋友说:“我是
一定要回去的。因为我是中国人,我的最大愿望就是让祖国尽快富强起来。
我在国外掌握的科学新知识,必须为中国服务。现在中国有希望了,我得赶
紧回去。”就在祖国解放的隆隆炮声中,童第周又一次回到了祖国。
这时候的童第周虽然已年近半百了,但新中国的建立使他焕发了青春。
从50年代开始,童第周全力投入了对文昌鱼卵的发育规律研究,依据实验结
果童第周对文昌鱼的发育能力提出了新的修正意见。由于文昌鱼卵的发育在
生物进化过程中占重要的地位,因此童第周的观点又一次引起国际同行的重
视。
生物学是一门非常有趣的学问。大千世界中,最多姿多彩的现象就是生
命体的各种活动。认识生命体的活动奥秘,寻找生命体的活动规律,是生物
学家孜孜以求的。随着科学研究的深入,对生物基因的进一步认识,生命体
活动的奥秘渐渐呈现在世人面前。实际上,科学家对生命体奥秘的了解只是
个基础,他们更想利用它、改造它、控制它,甚至神话般地创造它。
到了晚年的童第周并不满足于已取得的成就,又开始了对生命体研究的
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最后冲刺。在中国科学院动物研究所,童第周与同事在鱼类中开展了细胞核
移植工作,以探讨细胞核和细胞质的关系。他们将细胞核和细胞质进行杂交,
试图用此方法培养出鱼类的新品种。创造出新的鱼类品种,就是创造了新的
生命体,这可是极其诱人的题目啊。经过一系列的科学实验,童第周和同事
把鲤鱼胚胎的细胞核移植到鲫鱼的去核卵内,得到了核质杂种鱼。通过鱼类
的核质杂交试验,他们证明,在细胞核异种的细胞质内,经过多次分裂和复
制后,生命体在生理和性质上有发生变化的可能。这种变化不完全受细胞核
控制,也受到了细胞质的影响。
此后,童第周与美国坦普恩大学牛满江先生合作,做了这样一个有趣的
实验:他们从鲫鱼的卵细胞质内,提取了一种核酸,这种核酸是一种传递生
命信息的重要物质。以后,他们将这种核酸注射到金鱼的受精卵中,培育出
了一种既有鲫鱼性状又有金鱼性状的奇怪鱼种,最为有意思的是,这种金鱼
的尾巴由单尾变成了双尾。有些科学家把这种双尾金鱼称为“童…牛二氏鱼”。
这个实验的成功,使童第周的胚胎实验学研究又一次走到了世界前列。
童第周担任了许多行政领导工作,又有不少社会活动,但无论多忙,他
都坚持亲自动手做科学实验。到了70年代,70多高龄的童第周患了眼疾,
工作起来有很大的困难,大家劝他:“年岁大了,看东西也不方便,坐在一
旁说说,指点我们就可以了,不用再亲自动手了。”童第周谢谢大家的关心,
却不愿做“闲人”。他说:“科研成果是干出来的,不是说出来的。我不能
光说话,我要干事。”
要干事,更要抓紧时间干事,童第周比以前更忙了。工作,学习,写作,
讲学,他不顾年老体弱多病,四处奔波,拼命冲刺。1979年3月,他在为浙
江省科学大会作报告时,不幸脑血管破裂,倒在了讲台上。1979年3月30
日,童第周去世了。
但是,作为优秀的科学遗产,童第周的研究成果已经进入人类的知识宝
库;作为一个伟大的科学家,他的科学精神将永远留在后人的记忆之中。
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超越时代的“玉米实验”
——麦克林托克发现转座现象
1983年的诺贝尔医学生理学奖表面上不同寻常,实际上却众望所归。说
不同寻常,是一位终生研究玉米的植物细胞遗传学家麦克林托克居然独自一
人获得了医学生理学的最高荣誉诺贝尔奖,并且竟然是表彰她在30多年前即
1945~1951年的6年间,用一架普通光学显微镜观察玉米染色体时提出的基
因转座现象。说众望所归,是因为麦克林托克这一长期不为世人所理解的站
在时代前头的思想,在分子生物学兴起并迅速发展后,到80年代初已在噬菌
体、细菌、酵母、果蝇、小鼠和人体中纷纷得到证明,而且日益显示出在医
学研究上巨大的、无可估量的潜在意义。跳跃基因、可移动的遗传因子等名
词经常出现在生命科学的研究报告和学术文献中。“玉米老太太”的外号已
为不少青少年所熟知。世界科学界包括我国科学界不约而同地呼吁:“麦克
林托克该得诺贝尔奖了!”
麦克林托克算得上是科学史上最富有传奇色彩的人物之一。她于 1902
年出生。母亲是一位有高度文化修养的妇女:一位有造诣的钢琴家、诗人和
画家,但对子女的学习却有她自己的想法。一方面是考虑到家庭经济情况不
佳,同时又担心接受过高的教育会使女儿不肯结婚,所以说服了大女儿、二
女儿不去上大学。三女儿就是本文介绍的巴巴拉·麦克林托克,她从小对学
习的兴趣就非常强烈。她不理会父母的反对,于1919年考入康乃尔大学农学
院。母亲的担心竟不幸而言中,巴巴拉·麦克林托克终身未婚。
麦克林托克的一生有两次辉煌。第一次辉煌是在同行间的交口赞誉中达
到的;第二次辉煌却是在同行们的一片冷漠中达到的。如果说她的第一次辉
煌代表的科学成就还有人可以与她媲美的话,她的第二次辉煌所代表的科学
成就终于在30多年后无可争议地被人们认识,从而达到了她所处时代的光辉
顶点。
1921年对麦克林托克的一生有相当重要的影响。那年她19岁,在康乃
尔大学农学院三年级时选读了植物育种系主任、著名玉米遗传学家埃默森主
讲的“遗传学”课程。这门当时还诞生不久的新科学对麦克林托克有很强的
吸引力。1927年,她因性别歧视(植物育种系不接受任何女大学生和女研究
生)而获康乃尔大学植物学博士学位,并被聘为讲师。1929~1931年两年间,
她就发表了9篇令同行们瞩目的研究论文。1931年以后,又因性别歧视不得
不先后在密苏里大学、加利福尼亚理工学院、帕萨迪纳加利福尼亚大学等谋
职。1941年到冷泉港。在这段时间里,她在康乃尔大学和埃默森的支持下,
在玉米的染色体研究上做了大量的工作。
从遗传学发展史来说,从1910年起摩尔根与他的三位助手斯特蒂文特、
马勒和布里奇斯对果蝇染色体进行研究,直到40年代,染色体的研究一直在
遗传学研究中占有非常突出的地位。麦克林托克在30~40年代对玉米染色体
的研究与摩尔根等人的果蝇染色体研究犹如双峰辉映,成为这一时期的杰出
代表。由于玉米染色体比果蝇染色体大,在观察染色体畸变方面更优于果蝇
染色体,而观察到的玉米染色体畸变又可与颜色鲜艳易辨的籽粒以及玉米的
其他表现型联系起来,构成完整的科学体系。世界各国出版的遗传学书籍,
在染色体畸变的章节中,无一不引用麦克林托克关于玉米染色体的工作,无
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一不引用麦克林托克提供的玉米染色体畸变的图示。麦克林托克提出的关于
染色体畸变的术语,至今仍是训练所有生物学家的主要内容。麦克林托克为
此而获得崇高的荣誉。1939年,她当选为美国遗传学会副主席,1944年,当
选为美国科学院院士,1945年,当选为美国遗传学会主席。
然而,就在她被选为美国科学院院士的那一年,麦克林托克没有把自己
摆在已经“功成名就”的位置上,而是开始了新的更艰巨的攀登。那一年,
她观察玉米第9对染色体上控制糊粉层颜色的基因在杂交后代中的表现 (玉
米体细胞共10对染色体,按相对长度由大到小依次编号,有许多特定的基因
已定位于特定的染色体上)。她设计的一次玉米杂交组合,按孟德尔的显隐
性规律预测,理应得到无色的籽粒,但实际上所收获的籽粒却呈现很多深浅
不同的色斑。与此同对,她还获得了许许多多类似的观察资料。它们用正统
的遗传学规律完全不能解释。解释这些观察资料需要建立起一座新的理论大
厦,一个新的理论体系。麦克林托克义无反顾地担当起这项任务。她在长达
6年的观察和思索中提出了“解离—激活”体系。她指出,“解离因子”是
可移动的遗传因子,“激活因子”则是位于另一染色体上可控制解离因子活
动的基因。当解离因子移动到第9对染色体上控制糊粉层颜色的基因附近并
且插入于其中时,破坏了无色显性基因的作用而使有色隐性基因发挥作用,
使籽粒呈色。由于解离因子跳动很快,使隐性基因时开时关,因而籽粒呈现
很多深浅不同的色斑。这个可移动的解离因子既有移动的特征又有控制其他
基因开关的作用,所以当时麦克林托克又称它为“控制因子”。它的可移动
特征即现已为世人熟知的“转座”。
1951年,当时还是世界公认为遗传学泰斗之一的麦克林托克在当年夏季
冷泉港定量生物学讨论会上报告了她6年潜心研究的结果。可是,她的报告
无人能懂,会场上如石头一般的沉默,甚至有人开始窃笑。麦克林托克关于
基因可以从这个座位转到那个座位、从这个染色体转到那个染色体的思想实
在是过于新颖了。麦克林托克事后承认1951年那次会议“确实打击