浙江临海朱姓源流考
细胞学家。浙江临海市双港钱坫村人。1931年获法国国家博士学位。中国科学院实验生物学研究所研究员、所长。对两栖类、鱼类、蚕等动物卵子成熟和受精的长期研究发现,卵子成熟的程度与胚胎的正常发育密切相关;输卵管产生的粘膜在受精中起重要作用;建立了蟾蜍卵巢体外排卵的方法,为探索卵子的成熟、受精和发育开辟了新的途径。1961年,人工雌性发育的雌性蟾蜍与雄性蟾蜍交配繁殖后代,证明孤雌生殖的高等动物仍有传代能力;对家蚕混合精子杂交的研究发现,不同品种的精子可以影响后代的遗传性状。在应用方面,我们与合作者共同解决了蓖麻蚕的引种、驯化、越冬、品种培育等问题。绒毛膜促性腺激素的应用,成功解决了鲢鱼、鳙鱼等池塘养殖鱼类的人工产卵、卵孵化和鱼苗培育问题。
1955入选中国科学院院士(学部委员)。
朱(1900—1962),实验生物学家。中国细胞学和实验胚胎学的开拓者之一。长期从事卵母细胞成熟、受精和人工孤雌生殖的细胞学研究。在蟾蜍卵巢体外排卵、卵母细胞成熟与受精发育的关系、家蚕混合精子杂交、蟾蜍人工孤雌生殖、蓖麻蚕引种驯化、家鱼人工繁殖等方面的研究做出了重要贡献。
朱,原名宇文。光绪二十六年(公元1900年),14年10月生于浙江省临海县(今临海市)。爷爷朱俊三经营着一家中药店,喜欢养小鸟、喜鹊等小动物。他是第一个诱导朱闯入生物界的启蒙者。朱小时候上过私塾,读过一些名著。15岁,去县城的惠普学校上小学。1918以优异的学习成绩毕业,考入浙江省第六中学(现台州中学)。1919“五四”运动爆发,朱积极参加,并受到学校迫害,离开学校。同年8月,朱到上海商务印书馆任排字员。5月7日,1920,去法国工作学习。
朱先后在克鲁索钢铁厂、雪铁龙汽车厂等6家工厂做过翻沙工、车工、汽车修理工、搬运工,晚上为了攒钱买书自学法语。他对进化论的著作感兴趣,尤其是新拉马克主义者勒·东德克的著作。五年后,朱考入法国蒙彼利埃大学,师从巴塔尔隆学习生物学。
法国科学院院士巴德龙长期从事动物卵子的生理研究。他曾因用针刺血涂蛋球,造成人工孤雌生殖,培育出世界上第一只“无父”青蛙而闻名。朱勤奋好学,尤其是他对细胞学切片技术的执着和一丝不苟的绘图,引起了巴德龙教授的注意。他欣赏朱的聪明和灵巧。因此,当朱在1年后因为学费用完而离开学校时,巴德龙特意安排了条件让他一边工作一边继续学习。
在巴德龙教授的指导下,朱进行了人工孤雌生殖、异源杂交、卵细胞分裂节律分析等方面的研究和实验。并听从巴德龙的教导,静下心来做实验胚胎学看得见摸得着的工作。决心为探索“打开发展之门”而付出毕生的努力。
在勤工俭学期间,他不仅学习了本学科的著作和文献,还浏览了大量其他领域的科学书籍,积累了深厚的知识,为他日后自由运用多学科知识解决科学问题创造了条件。
朱敏锐的思维和细致的观察,很快就对巴德龙教授的学术思想和著作有了系统而深入的了解。他从帮助教授开始,很快成为巴德龙名副其实的合作者。朱经常会提出一些巴德龙教授没有注意到的问题,有时还会通过选题做出“招牌”来引起老师的兴趣,赢得老师的支持。朱Xi的学识和工作能力赢得了巴德伦教授的赞赏,他经常称赞:“朱Xi挖掘了我所有的知识。”
在1925之后的8年里,朱与巴德龙教授合作,发表了14篇论文。他们的工作众所周知。当时,在法国认识巴德隆的人也都认识朱。多年后,法国科学院在纪念巴德龙教授百年诞辰时,也提到了继承和发展巴德龙工作的杰出中国留学生朱。
1931年,朱以论文《无尾两栖类杂交的细胞学研究》获得法国国家博士学位。这时发生了“九一八事变”,日本侵略中国东北。身在异国他乡的朱,总是牵挂着苦难的祖国。1932 165438+10月,朱婉言谢绝接受了巴德龙教授让他留在法国工作的请求,用自己多年的积蓄买了一批书籍和实验仪器,告别了自己的老师,带着满腔“科学救国”的热情启程回国。1933受聘为广州中山大学教授。在中山大学,他以当地的亚热带青蛙为实验材料,继续在法国的研究。1935年春天,终于因为忍受不了蚊蚋的侵扰和雨季的凄凉,辞去了中山大学的教职,来到北平,受聘为北平研究院动物研究所研究员,中法大学兼职教授。但此时日军已入侵华北,北平形势恶劣。“华北五省自治”的呼声甚嚣尘上,在北平郊区操练的日军坦克甚至开进城来耀武扬威,扰民。朱对此很难过。再加上中国北方气候寒冷,不容易找到供朱进行科学研究的材料,如青蛙和蚕。于是,1937年,他接受了北平研究院院长李世曾的建议,去上海成立了生物研究所。当时条件简陋,人力短缺,经费困难,但他还是用盐配制生理盐水,做出了几项突出的成绩。如人工改变渗透压促进蛙卵巢体外排卵和成熟,通过氰化钾释放分析蚕卵分裂节律等。同时,他还与巴金、李露等朋友集资创办了文化生活出版社。朱承担了《现代生物学丛书》的编纂工作,该丛书共8卷,直到新中国成立前夕才完成。
1937年,“八·一三事变”爆发,朱在沪陷入困境,实验室工作被迫停止,生活来源几乎断绝。他和一个朋友住在一起,坚持写作。1942年太平洋战争爆发,朱在上海无法生存,被迫回到浙江临海老家,开办了一所医学院,为家乡人民做了许多好事。
1945抗日战争胜利后,朱回到上海,任上海生物研究所研究员兼所长。北平研究院生理学研究所研究员兼所长。不久,应台湾省立大学校长罗宗洛的邀请,他去那里当了动物系主任。就这样,他往返于台北和上海之间,教导和指导留在上海的助手们进行科学研究。
1949年春,密切关注大陆局势发展的朱只身从台北回到上海,迎接解放。中华人民共和国成立后,朱被聘为中国科学院实验生物研究所研究员,并兼任遗传生理学教研室主任。此后,朱在有了相对稳定的环境和良好的工作条件。1955,朱被选为中国科学院院士。1956被国务院授予全国先进生产者称号。1958当选为第二届全国人民代表大会代表。1954—1962,上海市人大代表、上海市人民委员会委员。
从1950到1962,朱在卵母细胞成熟、受精和人工孤雌生殖的研究中取得了突出的成就。1961年,世界上第一批“没有爷爷的蟾蜍”在他的实验室培育出来,特别了不起。同时,他根据国家经济建设的需要,以极大的热情解决生产中的生物学问题,在印度蓖麻蚕的引种驯化和家养鱼类人工繁殖的应用研究中,为社会主义建设事业做出了重大贡献,为生物学研究与生产实践相结合提供了成功的先例。
在1961的冬天,朱最终因过度劳累患上了癌症。弥留之际,他忍着疼痛,继续写《鱼类繁殖及其后代的发育、生长和变态》(未完成);他以一个科学家的责任感,为《红旗》杂志撰写了一篇蓖麻蚕资源综合利用的文章:臭椿-蓖麻蚕-寄生蜂系列开发与综合利用刍议,以丰富的资料和有力的数据详细阐述了建立这一人工生态环境的可行性。本文的内容是生态经济学中的一个独到见解和朱对祖国的最后贡献。朱直到生命的最后一刻都致力于他的工作,并实践了他经常说的话:“科学需要一个人的一生”。
1962年7月24日,朱不幸逝世,上海各界人士举行了隆重的公祭仪式。人们怀着无限的敬意悼念这位人民科学家。根据他的遗言,他的灵柩葬在上海西郊的吉安公墓。墓碑上镌刻着他的生平简历,并对他赞不绝口:“王先生是我国著名的生物学家。他在实验胚胎学和细胞学的理论研究方面取得了卓越的成就,在蓖麻蚕和家鱼的人工繁殖方面也做出了重要贡献。”
左图:朱在工作室;右图:朱作品40年来,朱始终以探索“打开发展之门”的奥秘为目标。他把细胞学和胚胎学结合起来,研究和分析早期发育中的关键问题。有了新的发现,提出了相关的新理论,形成了自己的理论体系,建立了令人称道的研究风格,在国际上享有一定的学术声誉。他一生发表学术论文近70篇,现已编入《朱文集》两卷。他撰写和翻译了20多种书籍,包括专著《生物进化》、《翻译动物学》(与张作人合作)、《脊椎动物发生学》。此外,还有8部科普作品《生物学系列》深入浅出。朱对其全部作品的翻译达450万字。
朱学识渊博,理论素养深厚,能熟练运用基础理论指导应用研究,解决国民经济中的重大生产问题。反过来,他验证了自己的理论和学说,并进一步丰富了它。
朱在基础理论研究方面的主要成就如下:
【编辑此段】通过杂交试验分析精卵结合的过程。
早在法国,朱就与巴德龙合作开展了两栖动物杂交研究,分析了生物学中常见的卵细胞受精现象,提出受精可分为兴奋、打扮和有性结合三个阶段。他的博士论文基于法国南部11种有尾和无尾两栖动物的杂交研究结果,阐明了不同物种中精子和卵球的结合,分析了不同杂交类型中染色体、星和纺锤体等细胞器的行为,从而解释了畸胎瘤和胚胎中途死亡的细胞学原因。回国后,他从广东、上海、东北等不同生态区收集了20多种无尾两栖动物继续实验,并结合生态环境进一步论证。有趣的是,他还用人工方法获得了一种自然界不存在的新型杂交后代。
[编辑本段]提出了“乳沟节律”的概念
朱用过两栖动物、蚕、海胆等。为材料,做了大量的卵球成熟和受精的实验。何(在前期工作中与巴德龙合作)利用CO2或KCN窒息或渗透压“解毒”等生理学方法处理不同成熟度的卵圆球,观察卵圆球成熟过程中的细胞学动态变化,并分析其原因。他们认为染色体处于成熟分裂的第二个中期,这是卵圆形核成熟的形态学标志;但并不仅限于此,还伴随着卵子成熟度的变化,卵子的成熟度会影响其正常受精和胚胎发育。结合受精和孤雌生殖实验,观察了大量人工处理的各种不同成熟度胚珠的细胞学切片,对染色体、星光、纺锤体等细胞器的规律性活动留下深刻印象,提出了“卵裂节律”的概念,即胚珠成熟、受精和发育的“时间”和“空间”顺序的概念。他认为,细胞内的所有器官在正常发育过程中都是按照一定的规律出现和运动的。时间上,不乱;在太空中,我们应该生活在一定的位置上。他还用通俗的语言形象地解释了卵形球分裂发展的复杂道理:“就像排演一部古典戏剧,每个角色都要在某个时间出现,有某个服装,走某个舞台,唱某首歌,否则,……………………”。朱提出的这一概念对生命现象具有普遍意义。
提出两栖动物受精的“三元论”
朱首先建立了蟾蜍卵巢体外排卵方法,为探讨两栖类卵子受精机制提供了新的途径。他从离体卵巢排出的裸卵不能受精的现象,进一步分析了蟾蜍输卵管分泌物对受精的影响。提示输卵管分泌的包裹在卵球周围的胶状分泌物对精子与卵子的结合具有决定性意义。从理论上阐述了受精除了卵子和精子的成熟度和流动性外,还必须注意第三个条件,即精子和卵子结合所需的环境条件。体外排出的胚珠因为没有经过输卵管,没有输卵管分泌物,不能受精。这种受精的“三元论”纠正了以往“唯卵单位论”和“精子与卵子相互竞争的二元论”的偏颇,对此,庄晓辉教授曾指出,当时朱“发现脊椎动物中支配受精的物质不是来自生殖细胞本身,而是来自体细胞,这是第一次”。
阐明卵母细胞成熟程度与胚胎发育的关系。
这项工作可以说是朱探索“打开发展之门”的重要总结,在1949之前,他只能断断续续地做。中华人民共和国成立后,开展了大量工作。他去世后,他的学生兼助手王有兰终于完成了出版。大量实验结果表明:第一,在鱼类和两栖类中,处于成熟分裂第二阶段的卵母细胞可能无法很好地受精。用卵核的卵裂模式作为受精或孤雌生殖的参考,并不十分可靠。只有卵子成熟后,必须经过精子或孤雌生殖处理,才有可能完美发育。其次,卵球的成熟大致可以分为三个阶段:不成熟、适宜和过成熟,以及两个过渡阶段。未成熟和过成熟的胚珠往往接受大部分精子,只有兴奋反应,没有足够的调节能力。但在未成熟与适宜成熟、适宜成熟与过度成熟这两个受精过渡阶段,往往会出现畸形畸形体。只有这个时期的胚珠适当成熟,受精后才能正常发育。朱指出,这是进行人工授精和人工孤雌生殖的适当时机。学术界认为,朱的结论意义重大。虽然这是从蟾蜍和鱼类的卵球中获得的,但生物界卵细胞的成熟可以分为三个阶段和两个过渡阶段,这是普遍的。因此,这一结论对于把握适当时机打开发展之门具有普遍意义。
【编辑本段】发现家蚕杂交精子越过精子会影响遗传。
朱根据家蚕生理性多精受精的特点,以家蚕14品系为材料,进行了混合精子杂交试验。选择不同颜色、皮斑、形态、附属物、茧形、皱度的蚕品系。通过混合精子杂交,证明了同品系的精子并不一定具有优势,后代的杂种中更多的个体往往表现出不同品系的特征。他认为这些特征的出现可能与精子数量过多(不与卵核结合)有关。这个新观点引起了世界上一些科学家的极大兴趣。在实践中,通过混精杂交培育出了色泽好、茧形特大的杂交蚕,其产量、孵化率、成簇率、结茧率、收茧率均远高于普通杂交品种。因此,杂交也为培育良种开辟了一条新的途径。这项研究成果获得了1978全国科学大会奖。
【编辑此段】培养世界第一批“没有爷爷的蟾蜍”
在过去的几十年里,世界各地的科学家在青蛙身上做了许多人工孤雌生殖的实验。虽然可以获得一些蝌蚪或少数无父后代,但有些可以产卵繁殖。但在蟾蜍科尚未见到类似报道。因此,人工孤雌生殖蟾蜍是否具有传播种子的能力是一个尚未解决的问题。朱和他的助手王有兰等。,用上海蟾蜍体外生产的无粘性卵球(这些卵球不是通过输卵管排出的,所以绝对没有接收精子的可能)作为实验材料。从1951到1959这八年间,经过几十次实验,有上万个蛋蛋球被涂血刺破。1960死了一个,剩下的只有一个。3月初,1961,与一只正常雄性受精,获得3000多个受精卵,发育良好,产生800多个“没有爷爷的蝌蚪”,大部分以小蟾蜍的身份落地。
这个有趣的实验进一步证明了脊椎动物人工孤雌生殖的后代可以照常繁殖后代。1961年,上海科教电影制片厂将这一科研成果拍成了一部没有爷爷的科教片《蟾蜍》,记录了这位生物学家一生中最后一次科学活动的影像。
印度蓖麻蚕的引种驯化与推广
蓖麻蚕是一种半野生的多用途蚕,原产于印度,以蓖麻叶为食。解放前,蓖麻蚕曾数次传入中国,但因未掌握其生长发育规律而未能成功。鉴于其多面性,朱论述了生物与环境的关系,抓住防病、饲养、越冬等关键问题,逐步解决了卵不吐丝、蚕不结茧、化蛹蛾、蛾不交配等问题。同时,通过寻找替代饲料、温室保种、南方越冬等措施,解决了推广生产中蚕种大量供应的问题。在此基础上,他进一步培育出一种能越冬并保持多样性的新品种。中国家蚕与蓖麻蚕杂交后,进行定向育种,结合蚕蛹不同发育阶段低温冷藏的生态诱导方法,培育出冬季低温休眠的杂交新品种。此外,他还亲自编写了《蓖麻如何饲养》等小册子,亲自组织技术讲座,从全国多个省市培训了一批推广蓖麻的骨干,为蓖麻的大规模推广创造了条件,为纺织行业增加了一种新的绢丝原料,为农村增加了一种新的副业。蓖麻蚕的成功引种驯化被认为是“新中国成立以来生物学的重大研究成果之一,是理论联系实际的范例。”该成果获得中国科学院科学奖三等奖1956,国家发明奖1964。
家养鱼类的人工繁殖
鲢、鳙四大家鱼的养殖是中国人民在历史上创造性的劳动成果。但长期以来,在大江大河的急流中养鱼需要耗费大量的人力物力,受自然条件限制难以扩大养殖。过去的结论是,家养鱼类的性腺在池塘中不能发育,不能产卵和繁殖鱼苗。1956年,朱在京参加国家12科技发展愿景计划时,受到一些朋友的鼓励和支持,提出要解决这个被视为“禁区”的问题。经过一段时间的准备,在浙江省淡水水产研究所等单位的配合下,朱带领一批科技人员跋山涉水,深入河湖,积累了大量资料。起初,他从鱼类繁殖与环境的关系分析入手,设想用“人工河”(人工环)的生态学方法诱导亲鱼产卵,于是选择在诸暨南门外的浦阳河自然产卵场附近建造人工环。后来在实际调查中,发现池塘里有带性腺的亲鱼。这时候他想到了生理引产的方法,把生态学和生理学结合起来解决了这个问题。1958年春,广东南海水产研究所成功利用鱼类脑垂体诱导鲢鱼产卵。这一方面鼓励了朱,另一方面也使他感到鱼脑垂体的数量太少,不能满足普及的需要。于是,他实验用绒毛膜促性腺激素(HCG)引产,并成功地使鲢鱼和鳙鱼两种家鱼在当年秋天产卵并孵化出“秋花”(秋季孵化的鱼苗)。不久,在上海市水产局青浦农场和浙江省水产厅的合作下,建立了一整套亲鱼培育、人工产卵和鱼苗孵化的技术方法。1961年在上海召开了国内鱼类人工养殖经验交流会。此后,一整套技术方法在全国迅速推广,人工繁殖鱼苗也大量供应,结束了几千年来国内鱼苗在江河中捕捞的局面,促进了我国淡水养殖业的发展。据调查,国内鱼类人工繁殖从1961—1988已在全国26个省市推广应用,累计增加鱼苗和商品鱼价值12亿元以上,为国民经济做出了巨大贡献。该成果获得1989中国科学院科技进步一等奖。