思想散步分享 http://blog.sciencenet.cn/u/fqng1008 前三十年写日记,后三十年写博客

博文

先雌后雄——刘建康院士揭示黄鳝“性逆转”之谜

已有 251 次阅读 2026-3-5 22:03 |个人分类:读书笔记|系统分类:人物纪事

微信图片_20260125084424_1092_33.png

刘建康院士(1917-2017)

1941年,四川重庆北碚镇。抗日战争的烽火燃遍中华大地,中央研究院动植物研究所为躲避战乱,内迁到这个长江边的小镇。

这里生活艰苦,物资匮乏。一群年轻的科研人员常常为一口吃的发愁。一天晚上,他们打着火把到农田里捉来一些黄鳝,改善伙食。

其中一位24岁的年轻人却在想:如果能人工养殖黄鳝,大家不就能经常吃到鱼了吗?他叫刘建康,刚刚从东吴大学生物系毕业不久,来到研究所工作。

就是这个看似简单的想法,竟让他发现了一个震惊世界的科学奥秘——黄鳝竟然是“先当新娘,后当新郎”的奇妙生物。

今天,就让我们走进刘建康老爷爷的故事,看看他如何用一双好奇的眼睛,揭开大自然隐藏了亿万年的秘密。

01  养鳝鱼的意外引发惊人发现

1938年,21岁的刘建康从东吴大学生物系毕业,进入重庆北碚的中央研究院动植物研究所,师从我国著名鱼类学家伍献文做研究生。

战时北碚的生活条件非常艰苦,为了改善伙食,他们有时到农田里去捉鳝鱼。刘建康想,如果进行人工养殖,大伙就能够吃上更多的鳝鱼。于是,他挖了一个鱼池,买来一批大鳝鱼投进池中。

黄鳝一般在农历六月产卵。到了产卵季,他隔三岔五地跑去池边,但他养殖的黄鳝没有任何产卵的迹象。到了第二年也依然如此,他非常奇怪。

什么情况?他想探个究竟,于是对水池中的鳝鱼进行解剖,发现这些鳝鱼都是雄性的。他索性将其全部捞出,再一次解剖令他震惊:满池子的鳝鱼全都是雄性的。

这也太巧了!他试图揭开这个谜,就跑到集市上买回一批小鳝鱼,解剖发现所有的小鳝鱼都是雌的!难道鳝鱼刚生下时都是雌性的,长大后逐渐变成雄性?刘建康想。

02  显微镜下的生命奇迹

带着疑问,刘建康开始系统地研究黄鳝的生殖方式。当时的科研条件非常艰苦,实验室设备简陋,但他凭着一股科学热情,开始了他的探索。

他首先从附近的稻田和水沟里采集了254条大小不同的黄鳝,大的有六七十厘米长,小的只有十几厘米。然后,他像一位侦探一样,开始对这些黄鳝进行仔细的“身份调查”。

研究过程需要极大的耐心。一是仔细测量每条黄鳝的长度、体重,并做好记录;然后小心翼翼地解剖,观察它们的生殖器官;并将组织切片放在显微镜下,观察细胞层面的结构。随着研究的深入,一个惊人的秘密逐渐浮现。他发现:

体长小于22厘米的黄鳝,全部是雌性,卵巢发达,充满卵子;体长在22-36厘米之间的黄鳝,处于过渡状态,既有卵巢组织,又有精巢组织;体长大于36厘米的黄鳝,全部是雄性,精巢发达,能产生精子。

更奇妙的是,刘建康在显微镜下清晰地看到:在性别过渡期的黄鳝体内,退化的卵巢和发育中的精巢共存于同一个体!有些黄鳝甚至一侧是卵巢,另一侧已经开始发育成精巢。

这是世界上首次通过系统的实验研究,科学地证实了黄鳝的“雌雄同体”和“性别转换”现象,也就是他最初的设想。

1944年,他将这一发现写在了《鳝鱼的原始雌雄同体现象》的论文中:

黄鳝一生是从小时雌性开始,经过产卵之后转变而成为雄性,但一旦变成雄性之后不再逆转。转变时期的过程是雌性生殖腺逐渐变成雄性生殖腺,雌性生殖细胞逐步消失而雄性生殖细胞逐渐滋生。

这一发现让国际生物学界震动。1947年,英国皇家学会博洛博士在世界顶尖的科学杂志《自然》(Nature)上发表专题评论,开篇就写道:

“从1944年一篇描述黄鳝性腺论文的发表,刘提供了新的和有趣的有关低等脊椎动物性别决定机制的证据,并打开了一个新颖研究领域之门。”

03  黄鳝的“变性”之谜

先当妈妈,后当爸爸。黄鳝的这种奇特本领,科学家后来给它起了一个名字——“性逆转”,也叫“性反转”。简单来说,就是性别发生逆转。

具体是怎么回事呢?让我们来看看黄鳝的“鱼生”轨迹:

刚孵出来的小黄鳝,体长只有几厘米,这时候它们全是雌性。它们的身体里有一对卵巢,准备将来当妈妈。

长到两三年后,体长达到35-40厘米左右,黄鳝进入了“妈妈”的角色。它们产下卵,完成了传宗接代的任务。

奇妙的事情发生了:产卵之后,黄鳝的卵巢开始慢慢变化,逐渐转变成精巢。这个过程不是一蹴而就的,而是从当年9月一直持续到次年6月,甚至更长时间。

当体长超过50厘米时,黄鳝已经完全变成了雄性,身体里有了精巢,可以产生精子,与年轻的“黄鳝妈妈”交配。

所以,一条大个头的黄鳝,很可能曾经是一位妈妈;而一条小黄鳝,未来注定要变成爸爸。这就是黄鳝的奇妙人生——先雌后雄,先当妈后当爹。

后来科学家发现,像黄鳝这样会“变性”的鱼类,竟然达到450种之多!

比如我们餐桌上常见的石斑鱼,也是先当妈妈后当爸爸;而黑鲷和黄鳍鲷则相反,它们是先当爸爸后当妈妈。

在脊椎动物中,只有鱼类存在这种现象,为大自然的多样性增添了无尽的奇妙。

04  黄鳝为什么要变性?

接下来,一个更深刻的问题出现了:为什么黄鳝会演化出如此奇特的生殖策略?

现代研究表明,黄鳝的变性(科学上称为“性逆转”)并非偶然或故障,而是它们在数百万年演化中形成的、一套极其精妙的“生存与繁殖策略”。

简单来说,黄鳝采用“先当妈妈,后当爸爸”的策略,是为了用最低的成本,实现种群繁殖效率的最大化:最大化繁殖输出,不浪费任何一个个体;适应“体型决定战斗力”的生存法则;自动调节性别比例,实现种群平衡。

你可能还会问:它们的身体怎么知道什么时候该变身了?科学家发现,这主要受基因和激素的精密调控。

黄鳝的基因组里本身就编写了“性逆转”的程序。随着黄鳝年龄和体型的增长,体内激素水平会发生关键变化。特别是雌激素下降、雄激素上升,就像按下了性别转换的开关,指挥卵巢组织退化和精巢组织发育。实际上,水温、饵料营养、种群密度、养殖环境等因素会直接影响黄鳝体内的雌激素、雄激素水平变化,而激素水平是调控性逆转的核心开关。

05  一个发现,三代传承

刘建康的发现,不仅让他一举成名,也为理解脊椎动物性别决定机制开辟了全新的方向。从那时起,黄鳝成为研究性别分化的经典模型,相关成果被写入世界各国的生物学教科书。

刘建康并没有停下脚步。1947年,刘建康获得加拿大麦吉尔大学博士学位。其博士论文题目为:水螅类动物性腺的起源和发育:以Tubularia crocea的生殖细胞为例,探讨其起源和发育,并特别关注生殖质理论。新中国成立后,他毅然从国外回到祖国,1954年随中国科学院水生生物研究所迁到武汉,在东湖之滨扎下根来。

此后几十年,他开创了中国淡水生态学研究,主持东湖渔业增产试验,组织编撰中国第一部淡水鱼类生态学专著《长江鱼类》。他提出的“调整放养对象、提高鱼种规格、改进拦鱼设施、控制凶猛鱼类、改革捕捞技术”五项措施,让东湖鱼产量连续7年平均每年增长20%以上。

他还在国际上率先揭示鲢鳙鱼能控制蓝藻水华的奥秘,为治理湖泊富营养化提供了“生物武器”。

更令人感动的是,刘建康开创的黄鳝性反转研究,在他身后被一代又一代科学家传承下来。

2025年,中国科学院水生生物研究所罗大极研究员团队在《微生物组》(Microbiome)期刊发表最新研究成果,揭示了黄鳝性反转与性腺中“共生菌”的关系。

他们发现,黄鳝卵巢里有一种叫芽孢杆菌的优势细菌。这种菌在卵巢里帮助维持生理功能;但如果跑到精巢里,就会引起炎症、降低精子活力。这一发现从“细菌伙伴”的角度,部分回答了“黄鳝为什么往往在第一次排卵后才开始性反转”这个困扰学界80年的问题。

2026年,该团队又在《科学数据》(Scientific Data)上发表研究,对黄鳝性反转过程进行了“时序全景多维度扫描”,发现了近4万个全新的转录本和2000多个控制基因活动的“开关”,为最终解开黄鳝性反转之谜提供了迄今最全面的数据资源。

从1944年到2026年,从刘建康到今天的年轻科学家,这份探索已经传承了82年。这正是科学最动人的地方——一个发现,可以点燃几代人的求索之火。

06  科学家的品格

刘建康有一句流传很广的治学格言:

“重视科学实验,着眼社会实践;不唯上,不唯书,不唯权威,只唯实;独立思考,敢于创新。”

这句话,是他一生科研生涯的真实写照。

上世纪六七十年代,当别人都认为大水面养鱼不可行时,他坚持自己的主张,用东湖的成功实践证明了自己是对的。当有人把东湖水质恶化归咎于养鱼时,他挺身而出:“这是将人害嫁祸于鱼!东湖的污染是生活污水和工业废水引起的,治理要动真格!”

他对待学术不端更是零容忍。当发现一位青年学者在发表论文中存在抄袭剽窃、重复使用数据等问题时,他与其他院士联名举报,最终将该学者从中国科学院除名。有人私下埋怨他“太固执”,影响了单位的声誉,刘建康依然“我行我素”:“搞科研不能投机取巧,不正之风必须刹住。”

2017年11月6日,刘建康院士在武汉逝世,享年100岁。

讣告上写着这样一段话:

“百年人生,碧水丹心。从事科学研究七十余年来,他始终把追求真理、报效国家作为人生目标。他的一生是中国科学界自强不息、奋力拼搏,努力跻身于世界科学之林的缩影和光辉写照。”

在他九十华诞时,记者问他最欣慰的事情是什么。老人平静地回答:

“自己有一些创新的科研成果,而且这些成果对社会有用处。”

07  餐桌上的黄鳝,课本里的科学

今天,当你品尝鲜美的黄鳝时,或许会想起这个有趣的问题:这条鳝鱼是妈妈还是爸爸?

如果是小个头的,它可能是正处于“女儿身”的年轻妈妈;如果是大块头,它很可能曾经是一位妈妈,如今已完成了向爸爸的转变。

这就是大自然的神奇之处。而这份神奇,是一个中国科学家在80多年前、在战火纷飞的年代、在简陋的实验室里,用好奇的眼睛和执着的心,为我们揭开的。

刘建康爷爷用他的一生告诉我们:科学发现,有时就藏在一个小小的“为什么”里。只要你愿意观察、敢于追问、勤于探索,你也可以看见别人看不见的奇妙世界。

如今,在东湖之滨的中国科学院水生生物研究所,刘建康生前用过的办公桌依然摆在那里。桌上的电脑还在接收邮件,仿佛他从未离开。而他所开创的科学事业,正在一代又一代年轻人的手中,向着更深的未知延伸。

正如他名字中的“建康”——建设科学,护佑健康。他用百年人生,为这片土地留下了碧水丹心,也留下了一个永远值得铭记的科学传奇。

参考资料

中国科学院武汉分院. 水生所揭示性腺共生菌稳态是影响黄鳝性反转自然发生的重要因素. 2025-10-27

中国科学院水生生物研究所. 讣告:刘建康先生逝世. 2017-11-07

中国科学院水生生物研究所. 水生所揭示性腺共生菌稳态是影响黄鳝性反转自然发生的重要因素. 2025-10-27

湖北日报. 水质恶化不能“嫁祸于鱼”——走近中国淡水生态系统研究奠基人刘建康. 2014-03-21

中国科学院. 研究发现性腺共生菌稳态是影响黄鳝性反转自然发生的重要因素. 2025-10-28

中国科学院水生生物研究所. 七十年前的科学发现教你判断黄鳝用没用避孕药催肥. 2021-03-11

苏州大学. 情系江湖六十年——记苏州大学校友刘建康院士. 2008-12

广东海洋大学水产学院. 罗大极团队描绘黄鳝自然性反转过程中多样化转录本与染色质可及性等特征. 2026-01-06

中国科学院武汉分院. Protein & Cell发表“刘建康:脊椎动物性别决定研究的先驱”评述性文章. 2016-01-12

中国科学院学部. 【荆楚网】对话中国科学院院士刘建康. 2016-07-18

后 记

本文写出初稿后,刘建康院士的小女儿伍欣星教授提出了不少修改意见(本文在其“修改意见”上加工而成):

整体叙事流畅、科普性强,贴合大众阅读需求,但存在核心概念混淆、明显笔误/术语错误、科学表述偏差、语体不一致等问题,部分细节表述易误导读者,核心问题集中在黄鳝的科学特征定义、专业术语使用上,以下按严重程度分类梳理,附具体修正建议:

一、核心概念/科学定义错误(严重,易误导认知,需重点修正)

1. 对黄鳝核心特征的定义偏差,混淆“雌雄同体”与“性逆转”概念

原文将“雌雄同体”作为黄鳝的核心特征,标题、正文均强调“发现黄鳝雌雄同体”,并表述“证实了黄鳝的‘雌雄同体’和‘性别转换’现象”,这是核心科学概念错误。

正确科学认知:黄鳝的核心特征是雌性先熟的性逆转,并非真正的“雌雄同体”。黄鳝仅在性别过渡期存在卵巢和精巢共存的雌雄同体结构,幼体阶段为纯雌性、成体阶段为纯雄性,且性逆转不可逆;“雌雄同体”只是其性逆转过程中的阶段性状态,并非物种本身的固有特征。刘建康院士的核心研究贡献是首次系统证实了黄鳝的性逆转现象,而非单纯的“雌雄同体”,原文颠倒了核心研究结论,易让读者产生认知偏差。

2. 黄鳝性逆转的环境影响因素表述错误

原文称“环境因素(如种群密度、温度)也可能间接影响这个进程”,与现代科学研究结论不符。

正确结论:水温、饵料营养、种群密度、养殖环境等因素会直接影响黄鳝体内的雌激素、雄激素水平变化,而激素水平是调控性逆转的核心开关,因此环境因素是直接而非“间接”影响黄鳝的性逆转进程。

二、明显笔误/术语错误(严重,硬伤类问题,需立即修正)

1. 关键人名笔误

原文“黄鳝性逆转的发现,只是刘建科学生涯的起点”,遗漏“康”字,应为“刘建康的科学生涯”,属于核心人名的低级笔误。

2. 论文术语笔误

原文提及1944年论文《鳝鱼的始原雌雄同体现象》,“始原”为术语笔误,刘建康院士的原创论文中规范表述为“原始雌雄同体”。

3. 语法/成分残缺错误

原文“体长大于36厘米的黄鳝,全部是雄性,精巢发达,产生精子”,后半句成分残缺,易造成语义断裂,应补充为“精巢发达,能产生精子”。

三、科学表述偏差(中等,不违背核心事实,但表述欠严谨,需调整)

1. 黄鳝性逆转的体长阈值表述绝对化

原文明确界定“小于22厘米为雌、22-36厘米为过渡、大于36厘米为雄”,但该体长数值是刘建康院士当时研究样本(北碚地区黄鳝)的结果,黄鳝的性逆转体长会因地域、品种、养殖环境、饵料营养等因素产生明显差异,并非全球/全国黄鳝的固定阈值。

修正建议:在数值前补充“本次研究中发现,北碚地区的黄鳝”,避免绝对化表述。

2. “无鳞公子”的别称无文献依据

原文称“古人称它为‘无鳞公子’”,目前无权威古籍、水产史料记载黄鳝有该别称,属于无依据的通俗化表述,易误导读者认为是传统正式别称。

修正建议:删除该表述,或改为“民间俗称其为‘无鳞鱼’”,贴合实际。

3. 意大利科学家的研究表述模糊

原文“1957年一位意大利科学家也独立发现了黄鳝的性逆转现象”,未说明该科学家的研究仅针对欧洲黄鳝,与刘建康院士研究的中国黄鳝为不同地理种群,二者是“同现象不同种群的独立发现”,补充后更严谨。

四、语体/行文欠妥(中等,影响阅读体验,科普文需兼顾通俗与正式,需优化)

1. 科学家称谓语体混乱

前文正式称呼“刘建康院士”,但研究过程中多次使用“刘建康老爷爷”,如“21岁的刘建康老爷爷从东吴大学生物系毕业”“刘建康老爷爷想”,该表述过于口语化、低龄化,与科普文的正式语境不符,且对院士的称呼缺乏严肃性(21岁更不可能称“老爷爷”,存在逻辑违和)。

修正建议:全文统一称谓为“刘建康院士”,研究过程中可简称为“刘建康”,删除所有“老爷爷”表述。

2. 口语化感叹词/表述过多,冗余且不严谨

文中出现“这也太巧了!”“什么情况?”“大自然的设计是多么精妙啊!”等口语化感叹,以及“他索性将其全部捞出,再一次解剖令他震惊:满池子的鳝鱼全都是雄性的”这类重复表述(前文已说“发现这些鳝鱼都是雄性的”,后文再次强调,冗余),科普文需精简行文,减少无意义的口语化表达。

3. 拟人化表述过度

原文“按下了性别转换的开关”“黄鳝采用‘先当妈妈,后当爸爸’的策略”“聪明的策略”等拟人化表述,虽能增加通俗性,但部分表述过于随意,如“聪明的策略”,可微调为更贴合科普的表述,如“精妙的演化策略”。

五、细节可优化(轻微,不影响核心认知,仅需微调措辞)

1. 原文“师从我国著名鱼类学家伍献文做研究生”,规范表述为“师从我国著名鱼类学家伍献文院士攻读研究生学位”,更符合学术史表述习惯。

2. 原文“组织切片放在显微镜下,观察细胞层面的结构”,补充科学操作细节,改为“制作生殖腺组织切片,在光学显微镜下观察其细胞层面的发育结构”,更专业。

3. 原文“最大化繁殖输出,不浪费任何一个个体;适应‘体型决定战斗力’的生存法则”,“体型决定战斗力”过于口语化,改为“适应水生环境中‘体型与生存竞争力正相关’的演化法则”。

4. 原文“2007年,90岁高龄的他在《科学》杂志上发表文章”,补充期刊规范名《Science》,改为“在《科学》(Science)杂志上发表文章”,更规范。

六、无错误但可补充的关键信息(提升内容丰富度)

刘建康院士1917年出生,2017年逝世,百岁高龄,文中可在结尾补充其生卒年,让读者对科学家的生平有更完整的认知;同时,其黄鳝研究是中国淡水鱼类生殖生物学的开篇之作,补充该定位可凸显研究的历史价值。

整体而言,文章的叙事框架、科普立意均佳,只需修正上述核心概念错误、笔误硬伤,调整绝对化、口语化表述,即可成为一篇严谨、通俗的高质量科普文。



https://blog.sciencenet.cn/blog-279293-1524563.html

上一篇:“数苍蝇的”——李汝祺院士的发生遗传学贡献
收藏 IP: 120.231.245.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2026-3-6 01:56

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部