动物人工单性繁殖
大千世界,芸芸众生,代代相传,生生不息。大家都知道,毛茸茸的小鸡要不了多久,就会变成“喔喔”啼叫的大公鸡或“咯咯”叫的老母鸡;摇头摆尾的小蝌蚪转眼会长大,变成可爱的小青蛙。但是:鸡蛋是怎么变成小鸡的?小蝌蚪又是从哪里来的呢?一下子就不容易回答了。要知道,这可是一门专深的学问,名叫胚胎学,也叫发育生物学。它主要研究生物个体的发育规律。新中国成立后,有一位出色的生物学家在这一科学领域里,作出了创造性的贡献,他就是原中国科学院实验生物研究所所长朱洗。
朱洗是浙江省一个农民的儿子,上小学时,他听到进步的老师介绍刚从欧洲传来的、达尔文的进化论,什么“物竞天择”、“适者生存”之类的新鲜思想,在他幼小的心灵中激起了无限的遐想,他也向往着去探索生命的奥秘。1920 年,朱洗飘洋过海去法国勤工俭学,当了五年半学徒,才考进大学,
跟著名的实验胚胎学家巴德荣教授学习。1931 年以优异的成绩获得博士学位,为了报效祖国,第二年冬天就踏上了回国的路程。
可是,当时的中国,军阀混战,满目疮痍,哪里有条件给朱洗做科学实验呀!好不容易在上海创办了一个生物研究所,小小的几间房,寥寥几个工作人员,连必不可少的显微镜和实验用的仪器也是赊来的。尽管这样,朱洗还是兴致勃勃,他急切地要把在巴黎就已开始了的人工单性繁殖实验继续下去。
什么叫“人工单性繁殖”呢?我们知道,世界上大部分生物,特别是高等生物,都是有“父母亲”的,也就是说,必须由一雌一雄交配后,才能繁殖下一代。而科学家们想要通过某种人工的手段,不经过交配,就使卵细胞发育成下一代的生物体。如果这项试验成功了,就可能产生新的生命领域, 为生物学的发展开创美好的前景。
朱洗聚精会神地坐在简陋的实验台前,细心地把蟾蜍(即癞蛤蟆)的卵球一个个分开,然后在卵球表面薄薄涂上一层癞蛤蟆的血。只见他手持细针利索地一刺,让血细胞进入卵中,接着加入清水,放到显微镜下仔细观察。他全神贯注,一动不动地伏在目镜上,好像把世上一切都忘了。也不知过了多久,朱洗才慢慢地抬起头来,轻轻地叹道:“又没有成功。”
焦急地站立在一旁的助手,这时也深深地叹了一口气,在记录本上无奈地写下了又一个失败的数字:“10000”。第 10000 颗,这个平凡的数字后面包含了多少心血和渴望,包含着多少个辛劳的日日夜夜啊!
一次又一次的失败,并没有使朱洗退却。他每天从清晨到黑夜,仍是手持细针,向着一颗颗卵球刺去。他的神情是那样的专注,动作是那样的细致, 在旁边担任实验记录的助手也不禁为老师的这种韧劲和毅力而暗暗赞叹。
当实验记录本上的数字写到第 36800 颗的时候,奇迹终于出现了:显微镜下的卵子有活动了,细胞开始分裂了。几天以后,一条小蝌蚪竟从这个被针刺过的卵球里钻了出来。它扭动着身子,在玻璃瓶的水中快乐地嬉游。
成功了!这是第一条没有“爸爸”的小蝌蚪。朱洗兴奋地将这一喜讯立即报告了远在法兰西的老师。
正当朱洗打算进一步大展宏图的时候,日本帝国主义的铁蹄粉碎了他的科学梦。为了防备日伪的迫害,他被迫中断实验,回家乡避难。
直到五星红旗升起的时候,朱洗才真正迎来了科学的春天。在他的脑海里,始终没有忘记多年前半途而废的人工单性繁殖实验。他想,用人工培养出来的没有“爸爸”的癞蛤蟆,是不是也能生育下一代呢?他决心继续深入探索。
1958 年,在上海中科院实验生物研究所一间敞亮的实验室里,朱洗又开始了他的“长征”。他从冷藏箱里取出一只经过冬眠的雌性癞蛤蟆,剖开肚子,小心翼翼地将整块卵巢剥出来。然后用细针把卵巢分成许多小块,放到盛有生理盐水和激素的玻璃瓶里。过了一会,一颗颗棕黑色的卵球排出来了,
朱洗赶紧把排出来的卵吸附到玻璃片上,用吸水纸轻轻吸去表面的水分,再涂上癞蛤蟆的鲜血。接着,他拿起像头发丝般细的白金针向卵球刺去,使涂在外面的血细胞随着针尖进入卵内。然后把卵球外面的血污洗干净,浸入清水,放到恒温箱孵育。
3 个多月过去了,朱洗和他的助手们共刺了 17000 多颗卵,仍然没得到一条出膜的蝌蚪。年轻的助手们有点沉不住气了,可是朱洗一面拿起白金丝针,一面鼓励他们说:“科学研究是一项创造性的工作,在困难和失败的时刻,更需要百倍的勇气和必胜的信念。”
为什么失败呢?是针刺部位不当,还是针太粗了?朱洗决定改进方法。他选择了一种只有头发丝的 1/10 细的玻璃丝针,在 10 天里连续刺了 3000 颗卵球。难关终于突破了,5 条活泼的小蝌蚪破膜而出。可惜没等发育成癞蛤蟆,就先后死了。
朱洗更加努力了,在进一步掌握卵球成熟程度和改进针刺技术的基础 上,从 1958 年底到 1959 年 3 月,他们总共针刺了 40140 颗卵球,分别培养
7 天后,得到 167 条小蝌蚪,其中有 25 条后来长成了小癞蛤蟆。
但是,这些没有“父亲”的宝贝,大多数经不住病害的考验,相继死去了,最后只剩下一只雌的癞蛤蟆健康地活着。这好比一场马拉松赛跑,有 4 万多名“运动员”出发,如今只剩下一名在跑道上了。这个没有父亲的癞蛤蟆姑娘,能生育后代吗?它能坚持跑到终点吗?朱洗和他的同事们都热切地期待着。
这只宝贵的母癞蛤蟆长到 1960 年,经过冬眠,于 1961 年 3 月,与一只
雄癞蛤蟆“成亲”,几天以后,顺利地产出了 3000 多颗卵。这些卵受精后慢慢地孵出了小蝌蚪,接着又发育成小癞蛤蟆。
试验终于圆满地成功了!朱洗培育出来的这批癞蛤蟆是自然界里从未有过的“珍品”,它们的母亲没有父亲,当然,它们就是没有外祖父的癞蛤蟆了。
这项研究成果表明:用人工的方法可以使癞蛤蟆单性生殖。这为生物学的研究开辟了一条新的道路,引起了全世界的瞩目。