
谈家桢(1909年9月15日—2008年11月1日),浙江宁波人,国际遗传学家、中国现代遗传学奠基人,中国民主同盟优秀领导人。曾任浙江大学理学院院长、复旦大学副校长。谈家桢是中国现代遗传学奠基人,他终......
谈家桢(1909年9月15日—2008年11月1日),浙江宁波人,国际遗传学家、中国现代遗传学奠基人,中国民主同盟优秀领导人。曾任浙江大学理学院院长、复旦大学副校长。
谈家桢是中国现代遗传学奠基人,他终身致力于遗传学研究和教育事业,创造了三个“第一”:建立了中国第一个遗传学专业、第一个遗传学研究所、第一个生命科学学院,为中国遗传学的发展作出了巨大贡献。
谈先生为我国遗传学的发展做出了巨大的贡献,是复旦大学生命科学学院的奠基人,他在复杂的政治形势下,坚持真理,建立了中国第一个遗传学专业,第一个遗传学研究所,第一个生命科学学院;晚年的谈先生上书中央,对我国遗传资源的保护及人类基因组研究起到了关键的推动作用。
1993年,毛主席诞辰100周年之际,85岁高龄的谈家桢撰文《源于实践,复归于实践》,深情缅怀伟大领袖毛主席。全文如下:
“东方红、太阳升,中国出了个毛泽东。他为人民谋幸福,他是人民的大救星。”这是我国人民对一代伟人毛泽东同志的颂扬,也是中国革命实践的总结。
今天,在纪念毛泽东同志诞辰一百周年之际,我怀着无限怀念和敬仰的心情,回忆毛泽东同志生前对我国遗传学事业的关怀。当我在回顾遗传学的发生、发展历程时,深深感到遗传学的每个进步,都是毛泽东光辉思想的具体体现。
毛泽东同志指出:“马克思主义者认为人类的生产活动是最基本的实践活动,是决定其他一切活动的东西。”(引自《实践论》)遗传学是研究生物体遗传变异的原理和规律的一门学科,这门学科的源泉和动力来自人类农牧业生产的实践。
可是,囿于当时的生产发展水平,人们对整个生物界的认识,还只是停留在直接观察和现象描述的阶段上,十八世纪中叶以后,西欧资本主义各国相继完成了工业革命,因而促进了农业生产的发展。资本主义农牧业的发展,要求弄清楚生物生长、发育、遗传、变异的规律,使育种事业置于精确有效的科学指导之下,正是在这一社会需要的推动下,达尔文的物种进化论问世了。进化论以大量的科学实事,包括家养动物和栽培植物的产生以及人种起源的论证,在总体上阐明了生物界变化发展的规律。与此同时,也推动了以人工实验方法来研究个体的变异原因和遗传方式。孟德尔是以人工实验方法来研究个体变异原因和遗传方式的杰出代表。他以豌豆为实验材料,进行人工杂交试验长达八年。开始,他只看到矮秆和高秆豌豆杂交,其第一代杂种只出现高秆这个亲本的性状,而杂种二代中,除出现高秆外,还出现了矮秆。随着杂交试验的继续,无论是开红花的豌豆与开白花的豌豆杂交、绿籽粒与黄籽粒豌豆杂交……,其第一代只出现双亲中某个亲本的性状,到杂种二代,双亲的性状才同时出现。由于在实践中引起感觉和印象的东西反复了多次,于是,在孟德尔的脑子里生起了一个认识过程的突变(即飞跃),产生了概念。于是,孟德尔提出了每个相对性状都是有一对遗传因素即等位基因决定,而每对等位基因在生物体产生生殖细胞时必然分别进入不同生殖细胞这样的概念。这样,孟德尔抓着了生物体遗传变异的本质。因此他被公认为遗传学的奠基人。
但是,当孟德尔在1865年将他的工作总结送给当时欧洲一些生物界名流时,几乎所有权威对他的论文不置可否。为什么呢?因为当时还没有发现细胞的减数分裂和精子和卵子结合的受精过程。生物学家根本不知道什么东西在体细胞里是成双成对的,而在生殖细胞中又成单,正因为此,任何人都可以提出疑问;孟德尔因子(基因)是一个客观实体还是一个虚构的观念?如果基因是客观实体,那么它究竟存在在哪里?它的结构如何?可以说,孟德尔的概念所提出的问题远比其解决的问题多得多。抽象的孟德尔因子(基因)要落实在一个具体的颗粒上,才能获得更多人的理解。因此,历史要安排孟德尔概念等待细胞学的证据。
社会的生产活动是一个发展过程,因而人们的认识也是一个发展过程,认识的历史伴随于实践的历史。在孟德尔从事豌豆杂交试验结束十多年后,生物科学领域内出现了一个细胞学的鼎盛时期,许多学者发现细胞核里的染色体在所有的生物体中都非常稳定,具有异乎寻常的完整性和连续性。此外,减数分裂和受精过程在动植物中也被陆续发现。正由于从事细胞学研究的许多科学家看到了细胞学中各个事物的现象方面,各个事物的片面,由此而产生了一个认识过程的突变,由此而产生了"遗传物质基础主要存在于细胞核和染色体里"的概念。
1900年,三个异国学者不约而同地证实了孟德尔的观点。到1902年,美国哥伦比亚大学的大学生瑟顿在观察蝗虫性母细胞的减数分裂时,他惊喜地发现,减数分裂时,同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合与孟德尔假定的等位基因的分离和自由组合如影随形,完全吻合。于是,他根据这些经验事实,把孟德尔提出的遗传因子落实到染色体上了。
瑟顿把遗传学和细胞学和谐地统一起来了,这是历史的必然,但是在本世纪初,遗传学与细胞学是两个完全独立的不同事物,它们之间的必然联系并没有立即得到遗传学家和细胞学家的广泛支持。因为基因与染色体之间的平行现象并没有反映出两者具有一定的前因后果和空间位置的必然联系。如果把孟德尔因子比作从生物雄壮的交响乐中分解出的七个音符,瑟顿则是证实了小提琴上存在着4根琴弦,在没有更多的证据之前,怎么能使人相信7个音符就是小提琴的琴弦发出的呢?
美国学者摩尔根就认为把孟德尔提出的遗传因子落实在染色体上缺乏充分的证据。他认为孟德尔的概念只适用于特殊的、例外的情况而没有普遍意义,如孟德尔的显性和隐性概念就不能解释正常情况下的雌性和雄性比率为1比1这种性别遗传的重要现象,因此瑟顿的结论过于依靠思辨,缺少可靠的实验证据。
摩尔根本人坚信,只有在实验基础上得到的结论才是可信的,实验的方法远比思辨和推论高明得多。1910年,他与助手们在研究果蝇的眼色突变及生殖细胞产生过程中染色体变化的现象中,不仅得到了与孟德尔完全一致的结果而且把决定眼睛颜色等性状的基因与某一特定染色体的具体位置联合起来了。果蝇杂交试验的大量结果使摩尔根认识了孟德尔因子(基因)落实在染色体上,创立了在细胞水平上的染色体……基因遗传理论,从此使人们对生物体的遗传和变异的认识提高了一步。于是在动植物育种方法上大踏步前进,出现了30年代的第一次绿色革命。
但是,遗传学研究常常受着科学条件和技术条件的限制。尽管染色体.…基因理论开始触及到生物遗传变异的实质,可是在摩尔根那个时代还不能对基因赋予实体的内容。基因如同“遗传因子”一样,只是一个遗传性状的符号。但是摩尔根本人已在1926年出版的《基因论》中提出了基因将是一个化学实体的预言。
“客观过程的发展是充满矛盾和斗争的发展,人的认识运动的发展也是充满着矛盾和斗争的发展。”染色体……基因理论把基因看作是位于染色体上的念珠状颗粒,一个基因与一个性状之间表现着的对应关系。可是,在以后出现的许多事实中,发现问题并非如此简单,这就引起了遗传学研究工作者对基因与性状直接对应关系的怀疑。
1908年,英国一位医生在临床工作中,发现一种称为黑尿的疾病,对病人的家谱分析表明,这是属于一种隐性基因病,对病人的尿液分析表明,病人的尿液中缺少一种尿黑酸酶,由于尿液中缺少了这个酶(即蛋白质),因而病人的尿液中积累了尿黑色,这个发现,一方面对基因和性状的直接对应关系提出了质疑,另一方面也把基因与酶拉上了关系。大自然讨厌孤独,喜欢联系,人们也正是通过事物间的相互联系来认识世界的。基因和酶的关系虽然在一定实践条件下对客观事物的正确反映,但这种关系要随着实践的发展而不断地得到补充、修改,使这种推理的结论具有直接的现实根据。1945年,由于对红色面包霉突变型的研究取得的丰富资料,“一个基因一个酶”的概念形成了,这是人们对生物遗传和变异认识的一次深化。根据这种观点,不管一个基因影响什么性状以及影响多少性状,首先是一个基因决定一个酶的形成,酶决定其所催化的代谢反应,由此决定相关的性状。基因的突变,引起酶的理化性质发生改变,从而使生物体的性状出现新的特点。但是这种深化了的认识并没有提出遗传物质究竟是什么这一重要问题。在相当长的一段时间内,“一个基因一个酶”的概念使人们普遍相信基因是蛋白质而不是核酸。本世纪40年代,在肺炎双球菌中发现了一个品系的一些遗传特性可通过特定的化学物质传递给另一品系,这种化学物质就是脱氧核糖核酸(DNA)。核酸是生物体的主要遗传物质基础,这一发现为人们定向地、有效地控制生物遗传变异开辟了新的前景,因而也有力地促进了在1871年就已发现的核酸研究。1953年,沃森和克里克根据X衍射资料,提出了脱氧核糖核酸双螺旋结构模型,这﹣DNA的分子结构模型可以合理地解释生物遗传性的传递和展现途径,变异出现的原因和机理,也就是说,使人们能在主要生命物质结构的遗传变异规律,使遗传学研究深入到分子水平,开创了分子遗传学这一新的学科领域。
可见,分子遗传学的出现,也是在生产实践的推动下,在遗传学研究的基础上,发展形成的一个分支,是遗传学研究的新阶段。分子遗传学的出现,使人们的认识到达了事物全体的、本质的、内部联系的东西,到达了暴露周围世界的内在的矛盾,因而能在周围世界的总体上,在周围世界的一切方面内部联系上去把握周围世界的发展。但是,辩证唯物论的认识运动,如果只到理性认识为止,那末还只谈到问题的一半,而且对于马克思主义的哲学来说,还只说到非十分重要的那一半。马克思主义的哲学认为十分重要的问题,不在于懂得了客观世界的规律性,因而能够解释世界,而在于拿了这种对于客观规律性的认识去能动地改造世界。自分子遗传学出现以后,在农作物、微生物育种实践、肿瘤和遗传性疾病的病因学等实际问题的促进下,在工业生产提供的精密实验分析设备的基础上发展很快。到本世纪七十年代初,美国科学工作者率先取得了DNA体外重组的成功,从此以后,一门崭新的技术……基因工程诞生了。因为基因工程蕴藏着为人类造福的巨大潜力。所以在这门技术一问世就立即成为许多有远见卓识的科学家和企业家进行“风险投资”的目标,现在,在许多国家中兴起了各种类型的基因工程公司。
基因工程的兴起,在理论和实践上都有较大的意义,它使人们的认识进入到一个前所未见的广阔世界,但是这决不意味着遗传学已经是完美无缺的理论。事实上,以低等生物的实验及离体培养试验为主要依据的分子遗传学及基因工程还存在很大的局限性,对于从生物体的整体水平上,特别是对高等动植物的遗传变异还难以作出完善的解释。何况人们对物质世界的认识是无限的,分子水平并不是生命物质结构的最后层次,因而分子遗传学的理论也决不可能是阐明遗传变异规律的终极真理。人们的认识有待于深化,分子遗传学还要不断发展和完善,还有一个去芜存菁、去伪存真的过程。
一百多年来,从孟德尔的豌豆杂交试验直到基因工程的兴起就是通过实践而发现真理,又通过实践而证实真理和发展真理的过程。毛泽东同志指出:“实践、认识、再实践、再认识,这种形式,循环往复以至无穷,而实践和认识每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度。这就是辩证唯物论的全部认识论,这就是辩证唯物论的知行统一观。”遗传学的发生、发展就是这种知行统一观的生动体现。一部遗传学的发展史,充分说明:“人们的认识,是从实践发生而又复归于实践。认识必定不能离开实践,实践又必然地渗透于认识当中。”
在纪念毛泽东同志诞辰一百周年的时候,我重温了毛泽东同志的教导,倍感亲切。毛泽东同志的《实践论》和《矛盾论》是将马克思主义的精华用浅显的语言加以表述和发挥的典范。对我们自然科学工作者而言,它充分地体现了对科学的指导意义。(谈家桢)