鲤鱼变鲫鱼

你看到长着鲫鱼尾巴,满身红鱼鳞的鱼吗?它是金鱼?它是鲫鱼?都是,也都不是。它是在中国科学院动物研究所实验室中产生的。当时领导这个实验小组的是年逾 70 的老教授童第周。

他们的实验方法很奇特,用一种特制的吸取器,在高倍显微镜下,把细胞核完整地吸取出来,然后像打防疫针那样把它注入无核细胞中,使新的细胞核在另一个细胞中安家。比如他们先把金鱼的细胞核吸出,然后移植到鳑 鲤鱼变鲫鱼 - 图1 鱼去核的卵细胞中,结果长出的鱼不像金鱼却像鳑 鲤鱼变鲫鱼 - 图2鱼。

按照遗传现象分析,细胞核是控制遗传物质的,移植到去核的鳑鲤鱼变鲫鱼 - 图3 鱼卵中,应该长出像金鱼的幼鱼才对啊!为什么却长出像鳑鲤鱼变鲫鱼 - 图4 鱼的幼鱼呢?这引起了童教授的深思。

为了搞清问题,童教授又领导小组做了另一实验,这次他们把鲤鱼的细胞核移植到去核的鲫鱼卵细胞中,结果你猜得到了怎样的幼鱼?得到的是长鲤鱼嘴巴及牙齿,有须的头部,而鳞片形状及数目,脊椎骨都像鲫鱼的幼鱼, 它得到了鲤鱼和鲫鱼的混合性状。

小组人员还在蛙血细胞核周围放上蛙卵的细胞,这样蛙卵开始分裂,长成胚胎,成了小蝌蚪。

这一系列的实验告诉人们,细胞核固然对遗传起着很重要的作用,但细胞质对遗传也有显著作用,这就是“核质关系”,它们是辩证的关系。

1973 年美国坦普尔大学牛满江教授参观了童第周教授的实验室后欣然同意和童第周教授合作。他们把动物的 DNA(脱氧核糖核酸)和 mRNA(信使RNA)取出来,再分别注射入动物的受精卵细胞中,观察后代的形状。他们选用鲫鱼和金鱼这两种相近的鱼来做实验,金鱼是分叉尾巴,鲫鱼是单尾型的, 单尾对于分叉尾型是显性。他们从鲫鱼精子细胞中提取 DNA,将它注入金鱼的受精卵中,经孵化成长的幼鱼中约有 25.9%变成了鲫鱼的单尾。接着他们又从鲫鱼成熟的卵细胞中提取 RNA(核糖核酸),注射入金鱼受精卵中,结果长出的小鱼 33%有鲫鱼那样的单尾。这个实验证明卵细胞中的 RNA 对动物遗传性状变异有重要的作用。

在两个不同种之间的 RNA 又起怎样的作用呢?

童第周和牛满江又把鲤鱼细胞中的 RNA 注入不同种的金鱼受精卵中,结果小金鱼中有 20%像鲤鱼。

后来他们把蝾螈(一种两栖动物)和金鱼进行核酸诱导试验,即把蝾螈内脏细胞的 DNA 提取出来,注入金鱼受精卵中,结果发育出来的鱼有 1%是怪里怪气的,在它的嘴里长出一根像蝾螈蝌蚪那样棒状的东西来,这是两栖类动物遗留给后代的珍贵财产用来保持平衡的。童第周和牛满江的工作,第一次在脊椎动物中证明:不但细胞中的 DNA 能决定生物的遗传性状,细胞质里的 RNA 对细胞分化、发育、遗传都有明显作用,而且在比较远缘的动物中也能产生这种作用。