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第23章 谈家桢:跌宕起伏的生涯

译自Genetics,164:14,2003 May。

James F。 Crow

谢君余龙译 赵寿元校

我第一次遇到谈家桢是在1946年,当时我在奥斯汀得克萨斯大学访问。他在那里作了一个关于瓢虫镶嵌显性的学术报告。由于这同果蝇(Drosophila melanogaster)的scute等位基因的表达模式相似,所以我对他的报告特别感兴趣,迫切地想与他谈谈这件事以及他与Dobzhansky和Sturtevant在果蝇(D。 pseudoobscura)方面的研究工作。所以我们安排了共进晚餐。我们乘电车去了一家中国餐馆——Sam Wahs,据我所知,这是在奥斯汀的唯一一家中国餐馆。他说由他来点菜,因为他说中国话可让我们吃到更正宗的中国菜。遗憾的是,服务员不会说中国话,他的祖辈已迁来这里好几代了。他把厨师叫来,但结果是,厨师既听不懂谈说的中国话(宁波方言——译者注)也不会说英语。最后还是我点的菜。半个世纪过后,我和谈又见面了,这一次是在中国。很自然地回忆起点菜的事,我们又一次回味了那段有趣的往事。在这半个多世纪里, 发生了许多事情,特别是在谈的身上。

瓢虫鞘翅(独特的硬壳鞘翅)的色斑图案有着明显的多态图案,不同地域出现特有图案的频率不同。到1946年,已鉴定出200多种图案。不同地域的差别之大,以致传统的分类学家经常把它们分为不同的种,甚至不同的属。谈发现所有这些图案可以用位于常染色体的有12个等位基因的一个基因座的变化来解释。星野的研究发现了另外3个等位基因,这3个等位基因是谈所研究的地域里的瓢虫所没有的,这就合乎解释了。因此,一共有15个等位基因,而且肯定还会发现更多的等位基因。

一个等位基因s(代表succinea)对其他等位基因是隐性。它产生橙黄色的背景,上面有许多黑斑或者没有黑斑。黑斑的位置是非常特定的,它们只出现在10个位置上。s的外显率是可变的,如出现黑斑,其大小也是可变的。在较低的温度下发育时,黑斑的外显率和面积都较大。

其他11个等位基因产生大量黑色素,可以全面覆盖鞘翅,每一个等位基因产生的黑色素的位置是固定的。这11个等位基因对s呈显性,而且各自互不干涉。因此,两个不同显性等位基因的杂合体的黑色部位是这两个显性等位基因各自的纯合体的黑色部位的叠加。谈称这种现象为镶嵌显性。黄色区域由s等位基因控制,是否有黑斑强烈依赖于发育温度。

当瓢虫从蛹中孵出时,整个鞘翅是黄色。以后,从边沿逐渐出现黑斑色素。色素区清晰的轮廓,等位基因的独立性,发育模式的时间性以及温度效应使这种昆虫成为研究发育模式的一个好材料,这个工作当时吸引了很多人注意。Dubinin和Serebrovsky 提过一个假说——“分级等位性”——来解释果蝇scute和achaete等位基因的镶嵌显性。这个假说认为这种刚毛模式反映了基因的可分性。这种亚基因的假说虽然解释了一些问题,但同时又引出了更多的问题。因此,当时讨论的绝大多数是关于发育模式,而不是基因的可分性。

谈家桢于1909年出生于中国浙江省,在苏州东吴大学获学士学位(苏州被称为是中国的威尼斯),在北京燕京大学获硕士学位。燕京大学有两位教授李汝祺和陈子英,他们以前都是哥伦比亚大学摩尔根实验室的学生。李汝祺在摩尔根实验室的时候做过好几项细胞学和遗传学研究。他也在Purdue大学踢过足球。我在北京到他的办公室访问过他,当时他已快90岁了,但他仍很健硕,经常骑单车上班,热衷于谈论遗传学和体育。他指导了谈关于瓢虫研究的硕士论文,并对这个研究非常欣喜,他把研究结果送给摩尔根,摩尔根这时已经去了帕萨迪纳的加利福尼亚理工学院。碰巧的是,Dobzhansky在俄罗斯时也研究过瓢虫,因此,摩尔根很自然地将这份稿子转交给了Dobzhansky。Dobzhansky对这份稿子的评价非常高,经过摩尔根课题组作了一些润色和校订,这篇论文在美国发表了。

经Dobzhansky的推荐,摩尔根邀请谈到加利福尼亚理工学院来攻读博士学位。谈于1934年到美国,马上开始同Dobzhansky和Sturtevant一起工作,成了Dobzhansky的第一个博士研究生。当时研究果蝇唾腺巨大染色体的重大意义日益明显,谈被分派去做D。 pseudoobscura染色体细胞学图。他迅速成为这方面的专家,不久便发现当时被称作A和B的两个物种可以由大量的易于识别的倒位来区别(A和B现在被称为D。 pseudoobscura和D。 persimilis)。 这些倒位有明显的特征,可以作为标志用来鉴别从外部形态很难区分的两个物种。谈的工作引起了Sturtevant和Dobzhansky的关注,他们马上就开始研究各种倒位类型的地理分布。这标志着Sturtevant和Dobzhansky重大合作的激动人心的开始,这个合作一直持续到他俩闹翻和Dobzhansky去了哥伦比亚大学。这项研究工作的一个值得注意的结果是用重叠倒位来推论不同染色体类型的种系发生。谈也是研究性别隔离遗传基础的先驱。这个工作以及其他一些工作在Dobzhansky的《遗传学和物种起源》一书中都有概述,这本书马上成为经典著作。我很清晰地记得当时作为研究生的我的激动心情,认为它是继达尔文《物种起源》之后的一部最伟大的著作。

当时发现了一个新种:Drosophila miranda。首先,这个物种有大量染色体倒位,包括比D。 pseudoobscura和D。 persimilis等一系列物种的倒位类型更古老的或介于它们之间的一些可能有的倒位。谈估计D。 miranda至少要有49次染色体断裂才能解释D。 miranda和其他物种之间的所有差别。更令人感兴趣的是,易位的结果导致一个常染色体臂裂开了,并且只在雄性中遗传。因此,这一断臂的遗传行为类似Y染色体。由于在雄性果蝇减数分裂过程中,这一新的类Y染色体不能重组,所以可能会退化。当时关于为什么会发生退化和多久会退化有许多推测。但只有到了最近,才有可能作详细的分析来回答这个问题。

谈继续与Sturtevant 和Dobzhansky合作开展进化方面的研究并与其他人合作进行发育方面的研究。他在美国这段时间取得了丰硕的研究成果,回国之后继续进行这方面的研究。1937年,他开始在浙江大学任教,由于日本的入侵,学校迁至贵州西南的一个叫湄潭的地方。在这段时间,谈得到洛克菲勒基金资助。虽然他继续果蝇的研究,但是他的重点回到了瓢虫的研究上。除了镶嵌显性研究,他和他的学生们还进行关于种内变异和群体结构的大规模研究。这个阶段对中国遗传学和谈本人都是一段激动人心的时期。谈因此享誉中外。在这段时间内他培养了一批学生,其中就有徐道觉,徐道觉后来因发现低渗盐溶液处理能清晰地区分人的单条染色体而成名。这个发现对推动人类细胞学复兴起到重要作用,在20世纪50年代后处于鼎盛时期。洛克菲勒基金会也资助谈回美国加强他的研究并发表其研究结果。就是在这段时间,我在奥斯汀见到了他。

1946年回到中国后,1948年他又一次出访国外,谈是第八届国际遗传学大会的常务理事,这次大会在瑞典举行。遗憾的是,苏联的“李森科学说”当时正控制中国的学术界。在接下来的30年内,政治动荡,知识界的变幻无常,个人生活的困苦,当中虽然有一小段时间情况好转,但谈根本没有时间去做他真正喜欢的研究工作。

在这段时间的中国,正统的遗传学家被迫服从李森科的拉马克观点或者转向其他领域。一些玉米遗传学家告诉我,他们被派到寒冷地区去种玉米,在那里,生长季节短,根本就不适合种玉米。这些工作人员不但不会成功,而且还要忍受营养不良等生活的困苦。谈停止了遗传学教学,把精力转向进化。他把重点放在研究古生物学和寻找遗传学的证据,而不是探讨其机制,以此来躲避政治上的麻烦。当然,他在瓢虫和果蝇方面的研究也就中止了,因为它们不够“实用”。

李森科主义横行一时是不难理解的,在不需学习复杂的统计学、孟德尔遗传学、减数分裂、联会和细胞遗传学规律的条件下,就能很快得到结果。有时候也会成功,因为是选择了最好的个体作为亲本用于各种遗传系统。但是用自交和杂交技术来进行玉米育种却被认为是不合正统。我想苏联和中国的农业失去动力还有另外的原因:因为不相信作为孟德尔主义者的R。A。Fisher,所以也就不遵循他的大田作物的有效实验设计。中国的许多遗传学家和育种专家是苏联培训的。摩尔根和孟德尔的追随者就没有好日子过了。

在这些孟德尔遗传学家中,李景钧是一位群体遗传学家,作为教师以及教科书编写者,他的名声越来越大。后来,我见过几位遗传学家,他们都提到他,赞美他的教学才能。无论是国外还是国内,他的一本著作开始流行,产生了广泛的影响。但在生活上他却不好过,他生活在巨大的社会压力下。他的妻子,由于曾经在美国生活过,特别不好过。尽管很艰难,他的家庭最终还是设法通过香港离开了中国。(我注意到李景钧的书中写道:“献给Jeff。” 我常纳闷谁是Jeff,后来我才知道:Jeffrey是在李景钧的家庭离开中国的最后几天艰难日子里死去的一个婴儿。)

在美国,主要由于H。J。Muller的影响,李景钧在Pittsburgh大学找到一个位置。在这里,对Pittsburgh大学和他自己来说,都有理由认为没有什么可遗憾的。李景钧作为老师,他的声誉在世界范围内继续上升,他的书在美国很快流行,并出了好几版。他受到尊敬和爱戴,最近为他庆祝了90岁的生日(李景钧已于2003年10月20日在美国去世,享年91岁——译者注)。

在1958—1966年这段时间内,李森科主义和孟德尔遗传学被允许共存,这对学生来说,真是迷惑不解。“实用”研究是允许的,谈写了几篇关于高能辐射对猕猴染色体的影响的文章。

谈曾描述过发生在那个时候的一件发人深省、迷惑不解的事。一位研究人员用活性染料处理棉花,报道染色效果能够遗传给下一代。谈曾被派去考察这件事,后来发现报道这些结果的文章已送出发表,并把他的名字也署上了。但谈机智地说明:他想学会这些技术但还没有成功。既然他还没有充分掌握这些技术,就不应该是作者之一。因此他的名字被除去了,他在孟德尔遗传学家中的名声因此得以保全。

接着,又来了另一件打击。1966—1976年是“文化大革命”时期——“漫长的十年”,这又是一段艰难的日子。谈在这段时间几乎没发表过什么文章,而且,失去了国外同事几乎所有的联系。直到1978年,他才能离开中国去参加加州理工学院在Pasadena建立生物学部50年庆典。

1979年他70岁,当时大部分人已经退休,他才开始他的遗传学研究。他再一次进行瓢虫的研究,发现更多的等位基因,获得了更多的种群数据。但这已不再是重要的舞台了。在中国遗传学衰落时,世界已发生了分子革命,遗传学正朝一个新方向发展。值得注意的是,谈迅速成为这方面的领导者。他活跃于检测有害的环境化学物质,倡导测试可能的突变剂和致癌物质的艾姆斯氏试验系统。他注视着分子生物学技术,写过杂种优势中RNA扩增的文章。他还写过许多评论和综述,内容涉及遗传学、进化和先进技术带来的变化。他是构建人类基因组文库的早期倡导者。他指导了关于水稻的各种研究。他用线粒体DNA来研究人类的变异性。其余种种,不再列举。在他执教与研究的70年中,尽管有长时间的中断,他还是发表了100多篇科学文章——原创论文、综述、翻译和评论。他关于中国遗传学的概述是对相当长一段历史的简明总结。

早在1952年,谈移居上海,成为复旦大学生物系的主任和教授。自此之后,他一直留在那里,从事各种高层管理工作。现在他退休了,担任复旦大学遗传学研究所的名誉所长和遗传工程国家重点实验室名誉主任。

在20世纪80年代和90年代,中国的遗传学界补偿了过去对谈的冷落。他被授予各种各样的荣誉,这些荣誉太多了,在此不打算一一列举,我只列出其中一二。他是中国遗传学会的理事长,中国环境诱变剂学会理事长, 中国生物工程学会会长, 曾任1948年国际遗传学大会常务理事, 1983年、1988年和1993年国际遗传学大会的副会长。他是1998年在北京召开的第18届国际遗传学大会的主要倡议人并担任大会的主席。他在国外荣誉中,有美国加州理工学院杰出校友奖,美国科学院外籍院士,日本和英国遗传学会外籍会员,纽约科学院终身名誉院士。1999年他得到一个独特的荣誉:中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为3542的小行星命名为“谈家桢星”。有多少遗传学家能得此殊荣?

《谈家桢选集》是一个内容丰富的“宝藏”,特别是对那些懂中文的人,但是图片对各种语言而言都是一样的。这本书中有45页是图片,大部分是彩色的,呈现了谈在各个时期的荣誉。他在人生旅程中遇到的遗传学家之多,简直就像是一本遗传学家名人录。这些图片代表了两个时期,中间留下了由李森科和文化大革命造成的空白。这本书由一个概要和80页的正文组成。其中的文章大部分是中文,但英文部分已足以解决语言上的困难。其中写道,对他在1948年后再没有见到的导师Dobzhansky表示真诚感谢。这是一本非常好的书,从中可以了解谈的广泛兴趣。现在,他已90多岁,他可以回首往事,他曾经历了绝大多数遗传学家难以达到的巅峰和低谷,尽管有过困难和挫折,但他的生活是充实的。无论是在科学上还是政治上,他靠知识、人品和才干生活着。《谈家桢选集》记载了丰硕成果。

感谢Joshua Lederberg(美国洛克菲勒大学教授、美国科学院院士、诺贝尔奖得主——译者注)和Rayla Temin(群体遗传学家,她是已故诺贝尔奖得主、美国科学院院士Howard Temin的夫人——译者注),他们校对了文稿并提供了宝贵的意见。

(作者为美国威斯康星大学教授、美国科学院院士)

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