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“童鱼”考:一项被误读半个世纪的遗传学实验

已有 266 次阅读 2026-2-12 22:42 |个人分类:读书笔记|系统分类:科普集锦

在中国现代生物学史上,或许没有第二个名字像“童鱼”这样,既广为人知,又被层层误读。它是画家吴作人笔下那尾“金鱼的身子、鲫鱼的尾巴”的红色精灵,是1973年中美学术解冻后第一项合作成果,更是童第周毕生追问“细胞质对遗传究竟有无作用”的科学答卷。

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童第周长子童孚中向中国科学院海洋所捐赠的童鱼标本(左)及吴作人先生的画作《睡莲金鱼图》(右)

左:在中国科学院海洋所标本馆一进门最显眼处,有一个用玻璃罩罩住的标本,其通体呈淡黄色,外形整体像金鱼,但尾巴有所不同。这是标本馆的镇馆之宝——一号标本“童鱼”。

右:1977年,画家吴作人赠给我国著名生物学家、“中国克隆之父”童第周一幅《睡莲金鱼图》。画面中,5条金鱼穿梭于墨色荷叶与绽放荷花间,其中一条红色金鱼,有着特别奇特的单尾鳍。它也有一个特别的名字——“童鱼”。

然而,当您试图真正走近它时,会发现一个令人困惑的事实:几乎所有科普文章都将“童鱼”与“克隆”混为一谈,但这项被反复引证的1973年实验,其本质并非克隆。这一误读持续了半个世纪。

本文将依据童第周团队1973年发表于《中国科学》的原始论文、中国科学院海洋生物标本馆馆藏档案、以及朱作言、严绍颐等亲历者的学术追述,为您呈现“童鱼”的完整真相。

1. 正本清源:“童鱼”究竟指什么?

核心定义:“童鱼”是国际生物学界以童第周姓氏命名的一种实验材料——特指1973年起,童第周与牛满江合作,通过外源mRNA注射使金鱼获得鲫鱼、鲤鱼或蝾螈性状的表观变异个体。其本质是核酸诱导的表型修饰,而非克隆。

关键辨析:童第周团队的鱼类核移植研究始于1960年,是世界首例鱼类克隆。但国际生物学界并未将当年的“克隆鱼”命名为“童鱼”;被冠以“童鱼”之名的,是1973年之后的核酸诱导实验鱼。二者的技术路径完全不同:

实验体系

核心技术

首次成功时间

与“童鱼”命名关系

鱼类核移植(克隆)

细胞核移入去核卵

1963

不称“童鱼”

核酸诱导(mRNA注射)

外源RNA注入受精卵

1973

称“童鱼”

2. 实验真相:1973年那条尾巴改变了什么

(1)实验设计

1973年5月,童第周的实验室迎来一项此前无人尝试的操作:将鲫鱼卵巢成熟卵细胞质中提取的核糖核酸(mRNA),注入金鱼的受精卵。助手们反复提纯核酸,童第周则端坐于解剖显微镜前,手持比绣花针还细的玻璃微针,稳稳完成每一次显微注射。

(2)定量结果

当年秋季,实验鱼发育成熟。320条实验幼鱼中,106条由金鱼标志性的双尾鳍变为鲫鱼的单尾鳍,性状变异率33.1%。

这一数字后来被反复引证,但鲜有科普文章提及一个更关键的细节:变异个体的单尾性状终身保持,并可遗传至子代。这正是童第周反复强调的“并非随机表型波动”的核心证据。

(3)系列验证

为避免孤证,童第周团队在随后两年完成两项关键重复与扩展实验:

1975年鲤鱼实验:将鲤鱼卵mRNA注入金鱼受精卵,22.3%的个体由双尾变为单尾,呈现鲤鱼尾鳍特征。

1976年蝾螈实验:将蝾螈(两栖纲)卵mRNA注入金鱼(鱼纲)受精卵,382条幼鱼中有4条长出了蝾螈特有的棒状平衡器——这是跨纲水平的功能性核酸诱导,其难度远超同纲实验。

至此,童第周用三组递进的实验回答了那个困扰他二十年的问题:细胞质中的信使RNA,确实能够进入细胞核、改写遗传信息的表达程序。

3. 标本与命名:谁第一个叫它“童鱼”

童鱼”之名并非童第周自封,而是国际生物学界的学术惯例。

1973年实验论文以中英文发表于《中国科学》后,国际同行在引用时逐渐以“Tung’s fish”指代这种“金鱼身、鲫鱼尾”的特殊实验材料。英国皇家科学院编纂的《大英百科全书》在1970年代后期修订时,专门收录了“童鱼”照片,这是该权威工具书首次以中国科学家姓氏命名实验动物。

在国内,最早以“童鱼”称之的是艺术界。1977年,画家吴作人创作《睡莲金鱼图》赠予童第周——画中五尾金鱼穿梭莲叶间,为首一尾红鱼身披金鱼之形、尾展鲫鱼单鳍,画题落款处题写“童鱼”二字。这幅画现存中国科学院档案系统,成为“童鱼”得名最直观的文化见证。

2019年,童第周长子童孚中向中国科学院海洋生物标本馆捐赠父亲遗留的实验标本,其中即包括1973年实验的珍贵个体,并标注采集日期“1973.10”。

4. 学术史坐标:为何必须区分“童鱼”与“克隆鱼”

将“童鱼”混同于“克隆”,是当前科普文本中最常见、也最需纠正的偏差。此误读的根源在于:童第周在1960年代和1970年代做了两件完全不同的事,前者确实是世界领先的克隆工作,后者则是核酸诱导实验——二者被后人笼统地以“童鱼”之名打包叙述,造成史实混淆。

(1)1960年代与1970年代:两条并行不悖的研究主线

时间

研究方向

核心操作

代表性成果

是否属克隆

是否称“童鱼”

1960年代

鱼类核移植

细胞核移入去核卵

世界首例鱼类克隆(金鱼×鳑鲏)

1970年代

核酸诱导

mRNA注射受精卵

鲫鱼尾、鲤鱼尾、蝾螈平衡器

这项区分的权威依据来自童第周本人1973年发表于《动物学报》的论文,该文标题明确标示此为“鱼类不同亚科间的细胞核移植”之外的独立工作。严绍颐研究员在《童第周》一书中专章论述:“童第周的学术思想偏重于用核移植研究细胞质功能,同时用核酸诱导独立验证细胞质的作用机制。”二者是互证关系,并非同一实验。

(2)克隆鱼的成功时间?

目前,人们将“克隆鱼”的成功时间确定为1963年,包括那篇2010年发表在Protein & Cell的“生物克隆技术之父——童第周”。笔者认真核实了童第周院士的原文,1963年最早发表在《科学通报》上的“鱼类细胞核的移植”,其实文章很简单,没有具体的数据,表述也有点模棱两可。除方法学内容外,与结果相关的描述性文字如下:

......这是关于两栖类方面的情形。在其它脊椎动物中,核的移植,还沒有見到有人尝試过。我們以金鱼和鳑鲏鱼为材料,曾于1961年开始进行細胞核的移植,經过二年的摸索,证明細胞核的移植工作,也可以在鱼类中进行。

......我們也曾将囊胚中期的細胞核移入未去核的卵子中,卵子也能发育成为正常幼鱼。它的发育过程和幼鱼的形态与去核的卵子沒有什么明显的区别。

根据以上的結果,鱼类的卵子,虽然比两栖类脆弱,胚胎的細胞也比两栖类小,細胞核的移植工作,和在两栖类一样,也可以順利进行。同时实驗的結果証明在金鱼和鳑鲏鱼囊胚中期的細胞核似还沒有分化,它們在发育上有同样的功能。

在另一篇发表在《动物学报》上的“鱼类不同亚科间的细胞核移植”(1973年,但注明1965年11月收到)一文中,他说:

在鱼类,我们(1963)曾作金鱼胚胎核移植和鳑鲏鱼胚胎核移植的实验,证明鱼类的细胞核也同样可以进行移植。本实验是以不同亚科间鱼类胚胎细胞核的移植,研究:1.杂交细胞核与纯异种细胞核在发育功能上的差异;2.细胞质对细胞核的影响。

表明他们1963年所做的工作,并不涉及到鱼类不同亚科间的细胞核移植。

在《中国科学》上的“核酸诱导金鱼性状的变异”(1973年)一文中,他是这样描述的:

将金鱼受精卵的细胞核移至去核的鳑鲏鱼卵,这样配合的卵子发育成完全鳑鲏鱼性状的幼鱼(童第周等,1973)。但这种幼鱼由于组织的矛盾,不久即死亡。

从原文看,童第周团队1963年只做了金鱼胚胎核移植和鳑鲏鱼胚胎核移植的实验,而1965年做的金鱼与鳑鲏鱼杂交的细胞核移植并不成功。

那么,克隆鱼的成功应该确定在什么时间呢?

这就是:1980年,童第周主持撰写的论文《鲤鱼细胞核和鲫鱼细胞质配合而成的核质杂种鱼》发表于《中国科学》第4期。这是世界首例发育成熟的异种间胚胎细胞克隆动物的完整报告,其科学意义不亚于1996年的多莉羊。

然而,这篇论文没有署名作者,仅有单位名称。童第周已于1979年3月30日病逝,彼时中国尚未建立规范的“通讯作者”“纪念作者”署名制度,这篇遗作竟成“无主文献”。在Web of Science上,该文的引用率至今为零。

2005年,汤姆森科学信息研究所(ISI)出版《庆祝之年》专刊,将“中国科学家在1981年培育出第一条克隆鱼——鲫鱼”列为20世纪世界克隆领域的突破性成就,与多莉羊并列。此时,距童第周离世已26年。笔者猜想,朱作言院士等于2010年在Protein & Cell发表《生物克隆技术之父——童第周》,应该与此事有关。

(3)为何必须澄清

混淆的危害不仅在于史实失真,更在于遮蔽了童第周真正的科学洞见:

若只知“克隆鱼”:人们会认为童第周的贡献主要是“比多莉早多少年”,这是一种用西方标准定义中国科学家价值的叙事惯性。

若理解“童鱼”:人们才能看到,童第周在1960年代就敏锐意识到“细胞核决定论”的局限,并设计出完全原创的核酸诱导范式来追问“细胞质能否反作用于核”。这不是追赶西方,而是在西方主流范式之外开辟了另一条探索路径。

正如朱作言院士所言:“童老不是在重复别人的实验,他是在问一个别人没有问的问题。”

参考文献

童第周,吳尚懃,叶毓芬等. 鱼类细胞核的移植. 科学通报,1963,(07): 60-61.

童第周,叶毓芬, 陆德裕等. 鱼类不同亚科间的细胞核移植. 动物学报,1973,(03): 201-212.

童第周,牛满江. 核酸诱导金鱼性状的变异. 中国科学,1973,(04): 389-394.

童第周,牛满江. NUCLEIC ACID-INDUCED TRANSFORMATION IN GOLDFISH. Science in China,Ser.A,1973-04-01

童第周,牛满江. TRANSMISSION OF THE NUCLEIC ACID-INDUCED CHARACTER CAUDAL FIN,TO THE OFFSPRING IN GOLDFISH. Science in China,Ser.A,1975-03-02

童第周,牛满江. 由核酸诱导所产生的单尾鳍金鱼的子代. 中国科学,1975-04-01

童第周,牛满江. THE EFFECT OF CARP EGG-mRNA ON THE TRANSFORMATION OF GOLDFISH TAIL. Science in China,Ser.A,1977-01-31

童第周,牛满江. ORGAN FORMATION CAUSED BY NUCLEIC ACID FROM DIFFERENT CLASS——URODELE DNA MEDIATED BALANCER FORMATION IN GOLDFISH. Science in China,Ser.A,1977-01-31

童第周,牛满江. 不同纲间核酸的器官诱导——蝾螈核酸诱导金鱼产生平衡器. 中国科学,1977-03-02

10  童第周,牛满江. 鲤鱼卵信息核糖核酸对金鱼尾鳍变异的作用. 中国科学,1977-03-02

11  童第周,吴尚懃,叶毓芬,李光三,许梅青. CELL DIFFERENTIATION IN ASCIDIAN STUDIED BY NUCLEAR TRANSPLANTATION. Science in China,Ser.A,1977-03-02

12  牛满江,童第周. GENETIC MANIPULATION IN HIGHER ORGANISMS Ⅰ. GOLDFISH OVA AS MATERIALS OF OPERATION, mRNA MEDIATED ALTERATION OF THE LIVER SPECIFIC ISOZYMES. Science in China,Ser.A,1977-06-30

13  牛满江,童第周. 高等生物的遗传控制——信息核糖核酸对肝脏特异性同功酶的诱变作用. 中国科学,1978-01-31

14  童第周. 细胞质对细胞核的活动和遗传性状表现的作用. 遗传学报,1978-03-02

15  中国科学院动物研究所细胞遗传研究组 ,中国科学院水生生物研究所体细胞遗传研究组 ,水产总局长江水产研究所细胞核移植研究组. 鲤鱼细胞核和鲫鱼细胞质配合而成的核质杂种鱼. 中国科学,1980,(04):376-380+421-422

16  郑瑞珍. 童第周的科学人生. 中国细胞生物学学报,2019,41(04): 774-784.

17  严绍颐. 童第周. 石家庄: 河北教育出版社,2001.

18  朱作言,李明,康乐(文),郝宁(译). 生物克隆技术之父——童第周. 物理学报,2010,26(10):853-854(该文英文版刊于Protein & Cell,2010,Vol.1,No.9)

19  中国科学院海洋生物标本馆. 馆藏“童鱼”标本档案. 2024.

20  吴尚懃,蔡难儿,徐权汉. 不同品系金鱼间细胞核的多代移植. 实验生物学报,1980 (01)65-77



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