神马文学网骯髒英雄淚滿襟
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/05/01 07:52:42
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作者:王道還
2008/2/25
〔古漢語中，「骯髒」指「正直不屈」的脾性。在現代科學裡，dirty這字，其實更接近這個大家已遺忘的意思。〕
生物的定義是發育、生長、繁殖；要是不能順利發育、生長，就不能繁殖。這麼說來，發育應是生物學最核心的領域才是。
但是，過去半個世紀裡，專門研究發育的胚胎學，卻不比分子遺傳學來得興旺。因為生物發育是個「骯髒」的過程。科學家所謂的「骯髒」，意思是：研究對象中有太多變項，難以拆解。
其實，一百多年前，胚胎學一度是令科學家極為興奮的研究領域。19世紀末，德國的實驗胚胎學由祜斯(Wilhelm Roux,1850-1924)、杜里舒(Hans Driesch,1867-1941)等人奠定了基礎。比起演化學研究的大而化之，胚胎學紮實多了。
1899年起，祜斯的再傳弟子施培曼(HansSpemann,1869-1941)從事一系列實驗，研究蠑螈（一種兩棲類）眼泡誘導晶狀體發生的過程。第一次世界大戰期間，他開始以精細的技術，在胚胎各區域從事胚層移植手術。施培曼發現：原腸期的蠑螈胚胎上，胚口「背唇」是誘導身體中軸器官（如神經管）發育的「組織者」(organizer)。
1921年，施培曼讓博士生希爾德(HildeMangold)以兩個同時發育的胚胎做實驗。從一個原腸期初期的胚胎切下背唇，移植到另一個胚胎的不同位置。結果，接受移植的胚胎發育出兩條神經管，一條是自己原有的，另一條是移植的背唇創造的。最後，那個胚胎發育成有兩個頭的蠑螈。1924年，施培曼與希爾德聯名的實驗報告出版，轟動學界，後來成為施培曼獨得1935年諾貝爾生醫獎的重要成就。可惜論文刊出後沒多久，希爾德就因燒傷意外身亡，得年26歲。
施培曼與希爾德所說的「背唇」，其實是胚胎中胚層的起源區。原來中胚層是誘導外胚層分化的「組織者」。那麼誘導的機制呢？施培曼推測，不外乎兩種方式，一是靠中胚層的特定結構，一是中胚層釋放特定化學分子。他偏愛結構機制，因為無論是晶狀體的發育，還是神經管，都涉及兩種不同質的組織。「組織者」有自發的分化能力，能促成沒有這種能力的組織分化。當時胚胎學家很難想像這樣的大事能以化學分子促成。
後來施培曼與學生做了實驗，測驗結構假說。他們切下一小片背唇，先切碎再植入另一個同一發育階段的胚胎，結果植入位置另外發育出一條神經管。將那片背唇以兩片玻璃輕輕夾碎再移植，結果也一樣。1931年，施培曼宣布這個結果，卻沒做出具體的結論，因為無論是切碎還是夾碎的組織，移植後都似乎重組過，因此誘導的「結構」也許沒遭到破壞。
施培曼已出師的學生何夫拉特(JohannesHoltfreter,1901-92)對這樣的含混說詞並不滿意。他立即以實驗證明：背唇即使經過煮沸、冷凍、乾燥處理而「死亡」，仍然能誘導外胚層分化。因此，「組織者」的作用很可能是透過化學物質進行的。這個發現促使許多國家的團隊研究「組織者」的化學性質，例如英國劍橋大學的李約瑟，可是多無進展。於是以揭露發育的化學機制為目標的胚胎學，就逐漸沈寂了。
以後見之明來看，當年科學家面對的現象，他們的概念架構與實驗工具，都解析不了。
1953年，DNA的分子結構揭曉，確立了DNA是遺傳物質。這個發現最重要的科學意義是：從此研究者對「基因」以及「基因」的運作模式，可以進行具體的構想與研究。難免有些人急著想利用「基因」的新模型為胚胎學建立堅實的分子基礎。但是，華生在1960年代為分子遺傳學規劃的發展願景，卻不包括發育機制。華生認為當務之急是先把基因一個個找出來，研究它們的功能與控制機制，然後再研究複雜而「骯髒」的現象。華生這種眼光，超越了他得到諾貝爾獎的成就。
2004年初，英國發育生物學家勞倫斯(Peter T.Lawrence)評論最近的胚胎學發展，指出三十年前興起的「理論胚胎學」已經沒落了。那些理論胚胎學家大多出身數學、物理學界，熱中以數學模型討論發育機制，對實驗胚胎學的「骯髒」性質缺乏體驗。大體而言，他們與實驗胚胎學家連溝通都很困難，別談合作了。
可是，理論胚胎學明明是「離象以言事」的研究，它終於沒落的結局，以流行的科學概念不難理解，難以理解的反而是：它怎麼會興起？
然而，勞倫斯評論這段往事，不只是懷古而已。他指出，「時尚」是塑造科學發展的力量之一。因此各個研究領域中，往往不是人太多，就是人太少。他並不把理論胚胎學沒落的事實，當做現成的歷史教訓，反而認為是個必須矯正的趨勢。他相信，現在我們需要更多理論家，提供實驗點子。這真是一語中的。
研究對象越骯髒，就越複雜，越需要好點子。
註：本文原題「骯髒偃蹇虹蜺結」，2004年2月18日發表於中央副刊書海六品。題目出自南宋末郝經所作詩〈入燕行〉：塵埃滿面人不識，骯髒偃蹇虹蜺結。這裡「骯髒」意思是「正直不屈」。而科學家所謂的dirty，意思是：研究對象中有太多變項，難以拆解。
作者:王道還
2008/2/25
〔古漢語中，「骯髒」指「正直不屈」的脾性。在現代科學裡，dirty這字，其實更接近這個大家已遺忘的意思。〕
生物的定義是發育、生長、繁殖；要是不能順利發育、生長，就不能繁殖。這麼說來，發育應是生物學最核心的領域才是。
但是，過去半個世紀裡，專門研究發育的胚胎學，卻不比分子遺傳學來得興旺。因為生物發育是個「骯髒」的過程。科學家所謂的「骯髒」，意思是：研究對象中有太多變項，難以拆解。
其實，一百多年前，胚胎學一度是令科學家極為興奮的研究領域。19世紀末，德國的實驗胚胎學由祜斯(Wilhelm Roux,1850-1924)、杜里舒(Hans Driesch,1867-1941)等人奠定了基礎。比起演化學研究的大而化之，胚胎學紮實多了。
1899年起，祜斯的再傳弟子施培曼(HansSpemann,1869-1941)從事一系列實驗，研究蠑螈（一種兩棲類）眼泡誘導晶狀體發生的過程。第一次世界大戰期間，他開始以精細的技術，在胚胎各區域從事胚層移植手術。施培曼發現：原腸期的蠑螈胚胎上，胚口「背唇」是誘導身體中軸器官（如神經管）發育的「組織者」(organizer)。
1921年，施培曼讓博士生希爾德(HildeMangold)以兩個同時發育的胚胎做實驗。從一個原腸期初期的胚胎切下背唇，移植到另一個胚胎的不同位置。結果，接受移植的胚胎發育出兩條神經管，一條是自己原有的，另一條是移植的背唇創造的。最後，那個胚胎發育成有兩個頭的蠑螈。1924年，施培曼與希爾德聯名的實驗報告出版，轟動學界，後來成為施培曼獨得1935年諾貝爾生醫獎的重要成就。可惜論文刊出後沒多久，希爾德就因燒傷意外身亡，得年26歲。
施培曼與希爾德所說的「背唇」，其實是胚胎中胚層的起源區。原來中胚層是誘導外胚層分化的「組織者」。那麼誘導的機制呢？施培曼推測，不外乎兩種方式，一是靠中胚層的特定結構，一是中胚層釋放特定化學分子。他偏愛結構機制，因為無論是晶狀體的發育，還是神經管，都涉及兩種不同質的組織。「組織者」有自發的分化能力，能促成沒有這種能力的組織分化。當時胚胎學家很難想像這樣的大事能以化學分子促成。
後來施培曼與學生做了實驗，測驗結構假說。他們切下一小片背唇，先切碎再植入另一個同一發育階段的胚胎，結果植入位置另外發育出一條神經管。將那片背唇以兩片玻璃輕輕夾碎再移植，結果也一樣。1931年，施培曼宣布這個結果，卻沒做出具體的結論，因為無論是切碎還是夾碎的組織，移植後都似乎重組過，因此誘導的「結構」也許沒遭到破壞。
施培曼已出師的學生何夫拉特(JohannesHoltfreter,1901-92)對這樣的含混說詞並不滿意。他立即以實驗證明：背唇即使經過煮沸、冷凍、乾燥處理而「死亡」，仍然能誘導外胚層分化。因此，「組織者」的作用很可能是透過化學物質進行的。這個發現促使許多國家的團隊研究「組織者」的化學性質，例如英國劍橋大學的李約瑟，可是多無進展。於是以揭露發育的化學機制為目標的胚胎學，就逐漸沈寂了。
以後見之明來看，當年科學家面對的現象，他們的概念架構與實驗工具，都解析不了。
1953年，DNA的分子結構揭曉，確立了DNA是遺傳物質。這個發現最重要的科學意義是：從此研究者對「基因」以及「基因」的運作模式，可以進行具體的構想與研究。難免有些人急著想利用「基因」的新模型為胚胎學建立堅實的分子基礎。但是，華生在1960年代為分子遺傳學規劃的發展願景，卻不包括發育機制。華生認為當務之急是先把基因一個個找出來，研究它們的功能與控制機制，然後再研究複雜而「骯髒」的現象。華生這種眼光，超越了他得到諾貝爾獎的成就。
2004年初，英國發育生物學家勞倫斯(Peter T.Lawrence)評論最近的胚胎學發展，指出三十年前興起的「理論胚胎學」已經沒落了。那些理論胚胎學家大多出身數學、物理學界，熱中以數學模型討論發育機制，對實驗胚胎學的「骯髒」性質缺乏體驗。大體而言，他們與實驗胚胎學家連溝通都很困難，別談合作了。
可是，理論胚胎學明明是「離象以言事」的研究，它終於沒落的結局，以流行的科學概念不難理解，難以理解的反而是：它怎麼會興起？
然而，勞倫斯評論這段往事，不只是懷古而已。他指出，「時尚」是塑造科學發展的力量之一。因此各個研究領域中，往往不是人太多，就是人太少。他並不把理論胚胎學沒落的事實，當做現成的歷史教訓，反而認為是個必須矯正的趨勢。他相信，現在我們需要更多理論家，提供實驗點子。這真是一語中的。
研究對象越骯髒，就越複雜，越需要好點子。
註：本文原題「骯髒偃蹇虹蜺結」，2004年2月18日發表於中央副刊書海六品。題目出自南宋末郝經所作詩〈入燕行〉：塵埃滿面人不識，骯髒偃蹇虹蜺結。這裡「骯髒」意思是「正直不屈」。而科學家所謂的dirty，意思是：研究對象中有太多變項，難以拆解。