貝時璋:用生命研究生命

貝時璋(1903.10.10-2009.10.29)浙江鎮海人,生物學家,中國細胞學、胚胎學的創始人之一,中國生物物理學的奠基人。

1921年(民國十年)畢業於上海同濟醫工專門學校醫預科,1928年(民國十七年)獲德國土濱根大學自然科學博士學位,1948年(民國三十七年)當選為中央研究院院士,1955年被選聘為中國科學院學部委員(院士),1978年加入了中國共產黨,2003年國際永久編號36015的小行星命名為貝時璋星。

貝時璋主要研究包括動物個體發育、細胞常數、再生、中間生、性轉變、染色體結構、細胞重建、昆蟲內分泌腺、甲殼類動物眼柄激素等方面,其中尤以關於細胞重建的研究最為突出。[1]鑑於他長期從事實驗細胞學研究取得的卓越成就,德國土濱根大學又於1978年、1988年和2003年三次授予博士學位。他以“學科交叉”理念創建了浙江大學生物系、中國科學院生物物理研究所和中國科技大學生物物理系,他組織開展了“核試驗放射性本底自然監測”、“核爆試驗對動物本身及其遠後期輻射效應監測”、“生物探空火箭”等研究工作,為中國生命科學和“載人航天”事業做出了傑出貢獻。

貝時璋:用生命研究生命

獨上高樓

新中國建立中國科學院之初,貝時璋受邀來到北京,協助籌劃生物科學研究佈局。1958年,他提出要建立中科院生物物理研究所。然而這個提議很快引起爭論,反對意見不絕於耳。

質疑的核心問題是,生物物理學是否能夠作為一門獨立的學科。

反對者既來自生物學家,也來自物理學家,大多數人認為,生物和物理完全是兩門學科,不能混為一談。有人直言不諱批評道:“只有生理學,沒有生物物理學。”

學科交叉,這一如今被廣泛接受的學術理念,當年卻有“獨上高樓,望斷天涯路”的況味。貝時璋要面對善意的勸阻,也要面對四周的譏諷和嘲笑。

經過精心準備,國務院同意建設中科院生物物理研究所,並最終於1958年9月成立,成為當時世界上少數幾個生物物理學專業研究機構之一。這標誌著,生物物理學作為一門獨立學科在中國正式確立。

多年後的今天,生物物理所已在分子酶學、晶體結構解析、生物膜、神經生物學等重要領域取得了具有國際水平的豐碩成果,為深化生命科學的研究開闢了廣闊前景。

貝時璋晚年時說:“我現在對生命的本質問題可以發表意見了。我是將天文學、物理學、化學、生物學、哲學結合起來去探討生命的本質,而這種認識年輕時是不能與之相比的。”

為了推動生物物理學的發展,貝時璋將主要精力傾注於科研管理,但他卻不止一次這樣吐露心聲:“從我個人角度看,我還是喜歡做研究工作,而不大喜歡做學術組織工作。”

“對科學家來說,最快樂的事情是待在實驗室裡做實驗,或在圖書館裡看書。有時看書看得出神,旁邊有人叫他也聽不見;實驗做得津津有味,有時把時間也忘了。”貝時璋內心向往簡單寧靜的科學生活。

然而,國家的現實需要,卻不得不讓他出走“象牙塔”。

貝時璋的學生應幼梅在一篇回憶文章中曾這樣記述:他沒有時間,這是最重要的原因。他的時間讓組織工作、計劃工作、外事工作,還有社會工作佔去了。不是因為他有這樣的興趣,而是黨和國家有這樣的需要。

挑戰金科玉律

2003年10月,貝時璋百歲壽辰前,他一直惦記著給自己的一份特殊禮物:用兩年半時間主編完成的《細胞重建》論文集第二集。他盼望這本集子能夠儘快出版問世,捧握在手。

“如果論文集出不來,過百歲生日就沒有意思。”其實,貝時璋滿心惦念的,並不只是一本論著,而是他幾十年來都不忍割捨的“細胞重建學說”。

儘管至今學界對這一理論還有爭論,但貝時璋為此付出的努力,卻折射出一代科學大家堅韌不拔的科研精神。這一理論的研究,整整跨越了貝時璋70多年的科學人生。

1932年春的一天,貝時璋到野外採集實驗動物,在杭州郊區的一條水溝裡邂逅了幾隻具有異常形態的豐年蟲:雄性個體的頭形像雌性的,而雌性個體的頭形又像雄性的。

這一幕,成為貝時璋一項重大科學研究的序幕。他敏銳意識到,此類異常及其原因,生物學界還沒有相關研究報道。

隨後,貝時璋在顯微鏡下觀察發現,這些頭形異常的豐年蟲個體,它們的性別非雌非雄、亦雌亦雄,是一種中間性(intersex)。後來,這種特殊生物性別被命名為二倍體中間性(DiploideintersexeBei)。因貝時璋的首次發現,學名中加註“Bei”。

更為重大的發現則是,豐年蟲性轉變過程中發生了生殖細胞的奇異變化:新形成的細胞並不是由母細胞分裂而來,而是以母細胞細胞質中的卵黃顆粒為基礎材料逐漸建立起來的。

貝時璋將此現象稱為“細胞重建(cellreformation)”,它打破了細胞只能由母細胞分裂而來的傳統觀念,成為另一種新的細胞繁殖方式和途徑。

然而自1871年以來,在細胞學說領域,細胞分裂被奉為“金科玉律”。長達百年的時間裡,生物學界一直認為,細胞是以分裂方式繁殖增生的,並且是其繁殖的唯一途徑。無疑,貝時璋提出的“細胞重建”假說,向傳統的“細胞分裂”觀念提出了挑戰。

第二年春天,貝時璋在一次生物學討論會上,報告了這些現象和他的看法,正式提出“細胞重建學說”。正要進一步深入研究之時,抗日戰爭爆發了,貝時璋隨浙大西遷貴州,研究被迫暫停。

直到1943年,論文《關於豐年蟲中間性生殖細胞的轉變》和《卵黃粒與細胞之重建》才得以正式發表。然而,世事動盪,始終無法讓他潛心鑽研。

在一篇自述文章中,貝時璋回憶,抗戰結束後,“回到杭州,既要教課,又要安頓家小,依舊忙忙碌碌。解放後更忙,雖然在研究單位工作,但我還暫時抽不出時間來從事課題的研究,也不得不暫時放棄感興趣、時時牽掛著的細胞重建的研究。後來,又是‘文化大革命’,更不能安定下來從事研究工作”。

轉眼間,近30個年頭過去了。但貝時璋一直沒有忘記自己想要最終澄清的問題,他說:“雖然當時還不能做,可我堅信終有一天我會去做的。”

無盡的探索

回到科研一線,繼續推進細胞重建的研究,是貝時璋不曾放棄的夢想。

1970年,他為此準備了一篇詳盡的開題報告,用兩個多小時仔細說明“細胞重建”課題的研究目的、計劃和意義。然而,會場中沒有任何反應。有生物界同行寫信給貝時璋,勸他不要再研究這個課題,堅持做下去會讓他身敗名裂。

面對質疑,貝時璋有時也深感苦惱。

他的學生陳楚楚回憶,那個時候,每當有人說“貝老我很尊敬您”,貝時璋都會追問,“你是對我個人的尊重,還是對我從事的科學研究的尊重?”

改革開放前,學術爭論一如當時的國內形勢,情況複雜、思想混亂。貝時璋帶領研究組,小心翼翼地工作,避免陷入不必要的爭論。幾年時間,他們觀察到了許多前所未見的現象。

為深入推進研究工作,貝時璋甚至提出了3年、8年、23年規劃,確定出一直到2000年的奮鬥目標。

此後,貝時璋親身組織、參與了大量科學實驗,進一步證明了細胞重建在自然界的廣泛存在,並揭示了細胞重建物質基礎之一的卵黃顆粒中存在著染色質、DNA和組蛋白等生命物質。這是科學上的首次發現。

生物學界同行曾評價,貝時璋的學說本身很有創意,是很前沿、很有深度的思考。即便在今天,這依然是很難的一個課題。雖然目前無法求證,但並不排除未來會有新的發展。更加值得珍惜的,是貝時璋為科學界作出的精神貢獻。

做一個真實的科學家,這是貝時璋一生中最為樸素的追求。在他心中,“失敗不應該引起科學家的懊喪。一個實事求是、熱愛真理的真實的科學家,應該本著客觀的態度和求是的精神,放棄或改變自己的想法,做更深入、更系統的實驗和研究,把事實真相弄得水落石出”。

貝時璋是不曾退休的科學家。百歲高齡時他曾說:“我現在雖然耳朵已聾,視力越來越差,但我思維仍清楚,還經常寫些筆記和短文,力爭活到老、學到老、幹到老。”

對於科學,貝時璋有無盡的探索。百歲之後,貝時璋與助手王谷巖約定,每逢週三都要討論工作,談學術問題是他最高興的事情。

貝時璋曾說,他是在“用自己的生命研究生命”。這句話,無疑是他一生獻身生命科學的真實寫照。


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