童第周科研突出贡献

2017-05-31

  (以下内容为童第周铜像捐建筹备组整理)

    童第周(1902.5.28—1979.3.30),浙江鄞县(今宁波市鄞州区)人,生物学家、教育家、社会活动家,中国实验胚胎学的主要创始人,中国海洋科学研究的奠基人,生物科学研究的杰出领导者,开创了中国克隆技术之先河,被誉为中国克隆之父 1927年,童第周毕业于复旦大学,后在南京中央大学生物系任教;1934年起,在山东大学、中央大学、同济大学和复旦大学等任教;1948年,当选为中央研究院院士;1951年,任山东大学副校长;1955年,当选为中国科学院学部委员(院士);1957年,任中国科学院海洋生物研究所所长;1978年,任中国科学院副院长。童第周先生于1963年首次完成鱼类的核移植研究,为20世纪7080年代国内完成鱼类异种间克隆和成年鲫鱼体细胞克隆打下基础。童第周是一位治学严谨,作风正派,孜孜不倦埋头苦干的科研工作者,他以不知疲倦的求索精神,不断改进研究方法,开拓新的研究领域,,将胚胎发育的视野拓宽和深化。在当时的年代里他的事迹被誉为我国科研工作者的楷模。人民教育出版社1995年版小学语文第五册第10课《一定要争气》生动的叙述了童先生青少年时期为国勤奋学习、刻苦钻研的事迹。 

        我国实验胚胎学主要创始人 

  1930—1934年,先生在比京大学布拉舍(A.Brachet)实验室开始了胚胎学的研究工作。他在棕蛙(Rana fusca)卵子受精面与对称面关系的研究中,证明了对称面不完全决定于受精面,而决定于卵子内部的两侧对称结构状态,纠正了他老师由于方法的缺陷而导致结论上的错误。同期,还完成了海鞘早期发育的研究。 

  1934年回国后,在青岛继续进行海鞘的研究,其目的是研究卵质中的成分在受精前的定位。证明了在未受精卵子中已经存在着器官形成物质,而且有了一定的分布,精子的进入对此没有决定性的影响。另一方面,观察到内胚层和外胚层似乎有相当的等能性,而且吸附乳头和感觉细胞的形成是依赖于外来因素,说明了卵质对个体发育的重要性。这项研究成果是具有开创性的。 

        揭示了胚胎发育的极性现象 

  抗日战争期间,先生转移到内地,只好放弃对海洋动物的研究,而用青蛙、蟾蜍等两栖类和金鱼做材料。此时期他主要研究两栖类胚胎的纤毛运动和鱼类卵子中器官形成物质的定位。 

  以蟾蜍和黑斑蛙胚胎的纤毛运动作为实验对象和极性的指标,着重探讨了胚胎发育的极性或轴性,他和同事发现纤毛运动方向决定的时间是在原肠期与神经板初期,并证明外胚层纤毛运动的方向由中胚层和内胚层决定,而且这种感应能力在个体发育中是沿着胚胎的前后轴自头而尾逐渐减弱呈梯度状,死的组织具有极性,但粉碎的组织不具有极性,这清楚地表明了胚胎发育的极性现象,从而证明这种感应能力是由一种未知的化学物质,通过细胞间的渗透作用,诱导和决定胚胎纤毛运动的方向。 

        文昌鱼个体发育的研究独树一帜 

  文昌鱼在生物进化中占有重要的地位,它是脊椎动物的祖先,在世界上分布很少,过去国际上的实验工作大都在意大利进行,以后我国沿海地带也发现有文昌鱼。先生领导的研究组首先解决了文昌鱼的饲养,产卵和人工授精等技术,为系统研究文昌鱼的胚胎发育奠定了基础。关于文昌鱼胚胎的正常发育,经过著名美国胚胎学家康克林(Conklin)数十年的研究,已有比较系统的认识。但是由于文昌鱼的卵子难以获得,并且体积很小,国际上对它的研究寥寥无几。先生和他的同事们利用精巧的显微镜下的解剖技术,独树一帜对文昌鱼胚胎发育机理进行了一系列的研究,对文昌鱼的发育能力提出了很重要的修正意见,震动国际生物界。这方面研究的主要贡献有:(1)他们将二细胞期的文昌鱼胚分离成单细胞培养,大多数胚胎都能发育成二条不正常的幼体,这说明半个文昌鱼卵子的物质能发育成一个整体,即说明文昌鱼卵子具有调整能力。同时他们发现海鞘卵子的发育类型基本上与文昌鱼类似,也是调整型。但文昌鱼卵子在发育过程中的调整能力比海鞘的卵子强。因此得出结论:文昌鱼和海鞘的卵子的发育类型不是过去学者所认为的“嵌合型”,而是“调整型”,纠正了当时国际上传统的错误结论。此外先生还发现,分裂球在发育过程中的调整能力,一方面依赖于卵子预定器官形成的物质,另一方面还根据各个分裂球之间的相互作用,只有当二者精密配合才能完成正常的发育。(2)在上述基础上,他又探讨了文昌鱼卵子的预定器官形成物质的分布区域,绘制出8细胞和32细胞时期器官预定形成物质的分布图谱,为阐明早期胚胎的器官分化提供了实验依据,并进一步指出文昌鱼卵的动物性半球决定个体的极性和器官形成,但这不是孤立的,它也受到来自植物性半球物质的诱导和制约。(3)为了进一步探讨文昌鱼卵子发育的调节能力,又进行了外胚层细胞与内胚层细胞的移植实验,认为外胚层细胞的可塑性比内胚层细胞大,它容易受内胚层细胞影响转化为内胚层细胞。内胚层细胞也能转化为类似外胚层的细胞,但需要有更适当的条件。说明细胞的位置和细胞质的分化状态对个体发育有明显的作用。先生等所证明的文昌鱼卵这些早期发育的特点,进一步论证了文昌鱼在进化上的地位是介乎无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡类型。在这方面都做出了有创建性的工作,在国际上影响深远,也确立了童先生在国际上的地位。这些工作也为其后期核质关系的研究提供论据。 

        鱼类胚胎发育能力和细胞遗传学的研究贡献卓著 

  先生对鱼类的胚胎发育能力和细胞遗传的研究也作出了卓越的贡献。他在40年代开始的实验结果证明,在金鱼卵子中,赤道线以下植物性半球的一边,卵子含有一种有关个体形成的物质,它在发育早期由植物性极逐步流向动物性极,是形成完整胚胎不可少的物质基础。弄清楚这一问题,对了解细胞质因子对胚胎发育和个体形成的作用是非常重要的。这项工作的论文是鱼类实验胚胎学方面的重要历史文献。 

        开创性的核质关系研究 

    细胞核与细胞质的关系是先生晚年最感兴趣的主题。过去大量的实验胚胎学工作和他自己的实验分析,使他确信在个体发育过程中,细胞核和细胞质的关系,不是只有细胞核能决定细胞质的发育方向,而且细胞质也能决定细胞核的命运,核与质之间不是彼此孤立的,而有非常密切的关系。在构造上它们可以互相沟通,在功能上它们可以互相激发和制约。在这一理论的指导下,先生和他的同事们在鱼类用细胞核移植技术进一步探讨核质关系,并探索培育鱼类新品种的可能性。1965年首先完成了金鱼和鳑鲏鱼不同科之间的远缘克隆研究,他们证明,在核质杂种鱼中性状的出现不是完全受细胞核控制, 细胞质也起作用。关键在于核、质间性质的差异程度和它们之间的相互作用。细胞核在异种的细胞质内,经过多次分裂和复制后,在生理或性质上有可能发生变化。后来,先生等发现鲤鱼胚胎的细胞核被移植到鲫鱼的去核卵内,不同属间鱼类的核移植能获得核质杂种鱼,它们的性状有类似于供细胞核的鲤鱼(如有口须),也有中间型的(如侧线鳞片的数目),还有类似细胞质受体鲫鱼的(如脊椎骨数目)。这些研究一方面克服了种间不能杂交的局限性,同时开创了中国克隆技术的先河,为21世纪我国高等动物的克隆技术蓬勃发展做了不可或缺的理论和技术准备,大大推动了我国生物医学工程和生物工程的发展。在这方面,童先生及其学子们功不可没。 

        身体力行创导应用研究 

  先生发表的大部分著作是属于基础性研究,但他早在20世纪30年代就开始研究海洋生物的附着问题,50年代组织指导有关经济动物的养殖、有害动物的防除等应用研究,也取得了对生产实践有重要意义的成果。他在晚年,将杂交细胞的研究应用于肿瘤防治、将鱼类细胞核移植的研究应用于鱼类品种的改良等方面,这些工作都很有实践价值,有的在他生前已取得了成功,有的在他逝世后,继续由他的合作者们取得了进一步的成果。 

        拓宽视野 深化研究 跻身于创新事业 

  先生是一位治学严谨,作风正派,孜孜不倦埋头苦干的实干家,他几十年如一日,从来没有中断过他的研究工作和科学思维,他以不知疲倦的求索精神,不断改进研究方法,开拓新的研究领域,将胚胎发育的视野拓宽和深化。他曾经与植物学家罗宗洛先生合作,把植物细胞核移植到动物去核卵子进行研究。两位科学家的设想深邃地思考着生命的奥秘。先生年近80 但雄心不泯,可惜工作开始不久,二位即先后离我们而去。先生这种无穷无尽的追求,勇气,使命感和在任何条件下都想跻身于无限的创新事业中去的精神,值得我们学习! 

  他几十年来,经常亲自饲养动物,做实验,看结果,写论文,事必躬亲,是活到老,学到老,做到老的典范。 

  他也曾设想把分子生物学引进胚胎发育的研究,19787月向方毅副总理(中科院副院长)建议建立一个现代化的发育生物学研究所。文革后,他终于如愿以偿,在鱼类核质关系研究中细胞质在遗传上的作用获得了分子生物学上的有力证据。中美恢复邦交后,在张致一院士和西格博士的努力下,洛氏基金会等国际组织大力出资支持我国发育生物学研究所的建立,中国科学院与洛氏基金会等组织签订合同。一个现代化的发育生物学研究所于1980年在北京成立了,还向外派出大批中层研究人员和研究生到美、英等国深造,童先生在发展中国科学事业和促进国际学术交流中做出了重要贡献,19861013日,在发育生物学研究所庆祝建所纪念会上,中国学术界的领导人,国内外著名的科学家和美国洛氏基金会的负责人等均表达了他们对童第周先生的深切缅怀。 

        热心培养人才的教育家 

  先生一贯热爱教育事业,曾在我国多所大学任教,1938年春,山东大学解散,师生各奔东西。他是同济大学少数受聘教授之一。当时战况紧张,学校条件十分困难,他与学生同甘共苦,为生物系课程的开设做了很大努力。1946年抗日战争胜利后,山东大学在青岛复校,他是最早回校的教授之一。中华人民共和国建立后不久,他虽承担着繁重的行政和科研领导任务,但仍坚持在山东大学动物系授课,并在山东大学组建了“胚胎专门化”组,亲自编写教材,亲自讲授。先生曾教过普通动物学、细胞学、比较解剖学、遗传学、胚胎学和实验胚胎学等,通过他的讲授,学生对每门课都有一个完整的认识。更为重要的是,他讲课时总是从动态的和进化的角度去讲解,并结合自己科学研究的结果予以示范论证,着重启发学生的学术思考能力和科学实验方法,这是他教学最成功和对学生影响最大的一点。除本科生外,他还招研究生和进修生,在他四十余年执教生涯中为我国的生物学界和教育界培养出一大批优秀学生,如庄孝僡院士、张致一院士、曲漱蕙教授、李嘉詠教授和吴尚勤研究员等。他经常推荐许多科学家到学校任课,接受高等学校的老师到研究所进行合作研究。他认为这样不仅可以提高教学质量,而且可以增进科研机构与学校之间的联系。 

  先生于19793月初带病到杭州讲学,因劳累过度心脏病发作,不幸于1979330日医治无效逝世于北京,享年77岁。 

        中国生物科学的杰出领导 

  童先生不仅在科学研究方面做出了卓越的成就,他也是中国生物科学领域的杰出领导者,在他主持中科院生物学部和中科院副院长期间,对中科院生物学方面的研究所的建制上也做出了重要的举措。在新中国成立之初,我国生物学界只有少数几个老研究所的雏形,当时童先生就积极向国家提出建议筹建一些新的研究所,后来先后建立了上海实验生物学所(改为细胞所和生物化学所)、青岛海洋所,北京实验生物学中心(后并入生物物理所)和发育生物学研究所等。多年后,中国的生物学界出现了旧貌换新颜的新景象。为我国生物学的发展奠定了基础。 

        先生的文章具有深沉而博大的内涵 

  先生一生发表论文70多篇,此外还有“发育的分析”“无脊椎动物胚胎学”等专著出版,以及自编的教材,如“生物学引论”及“简谈生物学上的理论学说及其发展史”等,这些文章篇篇都有精意、创见和突破。文章具有深沉、博大的内涵,显示了先生对生命现象的思考,表达了他谙熟生物科学启蒙时期的一切优秀的成果,殚精竭虑地思索着个体的生命起源和变化。每每读来都有新意,受启发,回味无穷,使人产生遐想,这些文章都是先生留给我们生物学者的宝藏。 

  童第周先生是一位成就卓越的生物学家和教育家,也是中国生物科学研究方面一位优秀的领导者,童先生热爱中国共产党,热爱社会主义祖国,献身我国科学和教育事业。先生就像一支蜡烛,光明给了大家,而自己完全奉献给了我国的科教事业,为党、为国、为人民奉献了终身。他是一位被人们尊敬和爱戴的科学家,他是我们的,也是世界的。 

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