在中國遺傳學百年發(fā)展史上,陳楨可以說開創(chuàng)了在國立高校執(zhí)教遺傳學課程的先河。他選擇具有中國特色的金魚作為實驗材料,率先開辟了長達30多年的金魚遺傳、變異與演化的系統(tǒng)研究,為中國遺傳學事業(yè)的初創(chuàng)與早期發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻。
摩爾根“蠅室”的首名中國弟子
1894年,陳楨出生在江蘇省邗江縣瓜洲鎮(zhèn)。幼年時因家庭經(jīng)濟情況欠佳,到1912年前他只斷斷續(xù)續(xù)讀過幾天私塾和兩年小學,但靠刻苦自學,陳楨的外語、數(shù)學等都達到了一定水平。
1912年,陳楨改入江西省鉛山縣籍,參加江西省公費考試,以初試和復試皆名列榜首的成績,進入上海中國公學院大學部預科學習,1914年考入金陵大學農(nóng)林科。1918年,陳楨以優(yōu)異成績畢業(yè),獲得農(nóng)學士學位。
1919年,陳楨考取清華學校?,獲得公費赴美留學資格,進入美國康奈爾大學。1920年春,他轉(zhuǎn)入哥倫比亞大學研究生院動物學系,跟隨著名細胞生物學家威爾森學習細胞學及染色體的遺傳理論等課程。
上世紀20年代,正是國際遺傳學大師摩爾根的果蠅遺傳學研究發(fā)展最為蓬勃的時期,摩爾根在哥倫比亞大學動物學系講授遺傳學課程。
陳楨于是改向選擇摩爾根的遺傳學作為研習的主要功課,在果蠅實驗室里跟隨摩爾根及其助手學習遺傳學的基礎知識。
1921年夏,陳楨提前獲得哥倫比亞大學碩士學位后,繼續(xù)在摩爾根的果蠅實驗室里進行遺傳學實驗技術(shù)的深造。在“蠅室”中,他不僅學習和掌握了基本的雜交技術(shù),還學會了將統(tǒng)計學分析與細胞學相結(jié)合的實驗研究方法。
為了充實遺傳學研究必備的統(tǒng)計學知識,陳楨還隨人類學家博厄斯選修了《人體測量學中的生物統(tǒng)計學》課程。此外,為了便于閱讀孟德爾等人用德文發(fā)表的遺傳學經(jīng)典論著,他還選修了兩門德語課程。
1922年6月,陳楨三年公費留學期滿。作為在摩爾根“蠅室”系統(tǒng)學習并接受實驗技術(shù)專門訓練的第一位中國留學生,他結(jié)束了在哥倫比亞大學的學業(yè),啟程回國。
遺傳學教育的先行者
陳楨回國后,應國立東南大學校長郭秉文的邀請,擔任該校生物系教授。在這里,陳楨擔負起開設現(xiàn)代遺傳學課程的重任。他率先使用摩爾根于1915年出版的《孟德爾遺傳的機制》和1919年出版的《遺傳學的物質(zhì)基礎》等論著,作為遺傳學的基本教材,同時將國外學者巴布考克和克勞森合編的《遺傳學與農(nóng)業(yè)文化的關(guān)系》一書作為選學教材。
1923年至1928年,陳楨來往于南京和北京之間,先后在東南大學、清華學校大學部、北京師范大學任教,兼任中華教育文化基金會專聘的科學教授。
1928年夏,清華學校正式改為國立清華大學。時任清華大學校長羅家倫邀請陳楨來生物系任教,并主持系務工作。1929年到1952年,陳楨在清華園20多年的科學和教育生涯中,以高尚的品格、淵博的學識和出眾的才華,領(lǐng)導并發(fā)展了清華大學年輕的生物學系。
面對當時國內(nèi)高等學校實驗生物學教學和研究十分落后的情況,陳楨以清華大學1931年5月落成的生物學館為基地,把發(fā)展實驗科學作為辦系的總方針,把實驗生物學作為辦學的總方向,引領(lǐng)全系的生物學教學和科研工作。在經(jīng)費極為有限的情況下,陳楨迅速建立起簡陋的魚場飼養(yǎng)金魚,率先開設遺傳學等實驗課。
在清華大學,陳楨主講了普通生物學、普通動物學、系統(tǒng)動物學、遺傳學、生物學史等多門課程。他的教學不僅以“精而不多”的授課方式,也以簡明扼要、條理清楚、重點突出、系統(tǒng)明確和游刃有余的講課風格受到學生的歡迎。他重點講授了孟德爾遺傳定律、遺傳的數(shù)學基礎、性別決定的遺傳理論以及突變理論等基本遺傳學內(nèi)容。
到20世紀30年代,清華大學生物學系已經(jīng)被國外不少學者認為是在當時中國高等學校中講授遺傳學最為系統(tǒng)的一個生物學系,就其發(fā)展?jié)摿Χ,也是最強的一個生物學系。
編寫影響深遠的高中生物學教材
上世紀二三十年代,我國高中剛剛開設生物學課程,孟德爾—摩爾根的遺傳學理論作為現(xiàn)代生物學中重要的基礎知識進入高中生物學教材。
1924年,陳楨以在東南大學普通生物學講習班上的講義為基礎,經(jīng)過數(shù)次修改,編寫成大學教科書由商務印書館出版發(fā)行,名為《普通生物學》。這是國內(nèi)第一本由中國生物學家編寫的、包含了當時全部生物學內(nèi)容的中文版教科書,成為當時國內(nèi)發(fā)行甚廣、頗受歡迎的生物學教材。
在《普通生物學》的基礎上,1933年,陳楨修改編寫《復興高級中學教科書•生物學》一書,供國內(nèi)多數(shù)地區(qū)的高中使用。
該教科書的內(nèi)容十分豐富、章節(jié)編排合理,文筆流暢、圖文并茂,很適合高中生。陳楨在該教科書編寫中盡量采用中國本土的資料和實驗材料,不一味照搬外國模式。例如,他選用中國的環(huán)毛蚯蚓來講述環(huán)節(jié)動物,引用金魚起源于鯽魚、金魚眾多品種的形成等證據(jù)講述遺傳學和演化論。
教科書中簡明而又深刻地表述了染色體、細胞分裂和孟德爾遺傳定律等現(xiàn)代遺傳學基礎知識,對性別決定的基因平衡理論、性逆轉(zhuǎn)等遺傳學的新進展,也及時給予深入淺出的介紹。
這本教科書堪稱高中生物學教科書的典范。在以后的20多年間,該書只進行過少許修訂,共印刷發(fā)行了181版。它不僅在國內(nèi)高中被普遍使用,而且流行于東南亞一帶很多華僑學校,受到當時科學教育界的歡迎。
陳楨編寫的這部教科書重視對科學精神和科學方法的教育,對多代學子都產(chǎn)生過極為重要的影響。中國生物學界的許多著名學者,如李璞、薛攀皋、吳鶴齡、庚鎮(zhèn)城、高翼之等,都曾受到這本教科書的熏陶與啟迪,并由此走上生物學和遺傳學的教育與研究之路。
創(chuàng)新金魚遺傳、變異與演化實驗研究
陳楨是我國第一位系統(tǒng)從事遺傳學實驗研究的科學家。從1923年起,他先后在東南大學、清華大學、中國科學院動物研究所等機構(gòu)開展金魚遺傳和變異、起源和演化方面的系統(tǒng)性實驗研究。
陳楨在不同品種的金魚之間、飼養(yǎng)金魚與野生鯽魚之間進行了一系列雜交實驗,對金魚和鯽魚的外形變異進行了細致的觀察、縝密的測量統(tǒng)計和全面的比較分析,對金魚的起源和演變歷史等問題進行了實驗探索。
1925年,陳楨將對金魚遺傳和變異的初步研究結(jié)果,撰寫成首篇研究論文《金魚外形的變異》發(fā)表。該論文記述了大量觀察到的事實,查閱并引證了30多篇文獻史料,首次論證了中國特有的金魚從野生鯽魚家化形成,世界各地的金魚都是從中國輸出的。該論文被譽為國際上魚類遺傳與變異研究的經(jīng)典文獻,是中國遺傳學家做出的最早的具有創(chuàng)新意義的研究成果。
1928年,陳楨發(fā)表名為《透明和五花,金魚中第一例孟德爾式遺傳》的研究論文。論文用充分的雜交數(shù)據(jù)證明,透明鱗決定于純合的突變基因型,正常鱗決定于純合的隱性基因型,而五花魚則決定于雜合的基因型,在國際上第一次證明了孟德爾遺傳定律同樣適用于魚類。
1934 年,陳楨發(fā)表了《金魚的藍色和棕色的遺傳》一文,首次證實了1對遺傳因子和4對遺傳因子的孟德爾式遺傳。
陳楨在金魚遺傳學研究上取得的重要研究成果,極大地震動了國際遺傳學界,掃除了當時不少學者對孟德爾遺傳定律是否適用于魚類的懷疑,證明了孟德爾遺傳定律具有普遍意義。美國和日本學者之后所進行的魚類遺傳學研究,都受到陳楨的影響,推崇他為國際魚類遺傳學研究的先驅(qū)。
畢生追求科學真理的大師
陳楨在從事遺傳學教育和金魚遺傳學實驗研究的過程中,不僅因卓越的科研成果受到學術(shù)界的推崇,也因治學嚴謹、誨人不倦的大師風范為學生們所愛戴,更以對祖國的拳拳之心為人們所敬重。
1938年,在中華民族面臨生死存亡的緊急關(guān)頭,陳楨避開日本特務的監(jiān)視,繞道舉家遷至昆明,任教于西南聯(lián)合大學。在抗戰(zhàn)的艱難歲月里,他不畏艱辛,就地取材培養(yǎng)果蠅,繼續(xù)開展遺傳學教學和研究。
中華人民共和國成立前夕,陳楨出席中華全國第一次自然科學工作者代表會議籌備會,參加了其中新政協(xié)提案工作組的工作。1950年,中華全國自然科學工作者代表會議在清華大學召開,陳楨應邀出席開幕典禮。
1952年,因當時國內(nèi)高等學校院系調(diào)整,陳楨也受到了一定程度的影響。但他始終以科學家應有的實事求是的科學態(tài)度,堅持真理,毫不畏縮。在當時不能繼續(xù)進行遺傳學教學和研究的情況下,他把精力一方面投入到生物學研究人才的培養(yǎng)中,另一方面轉(zhuǎn)向?qū)χ袊飳W史的潛心研究。
1954年,陳楨將幾十年來對金魚遺傳和變異所做研究工作進行全面總結(jié),通過廣泛深入地查閱古代文獻史料,發(fā)表了《金魚家化史與品種形成的因素》一文。論文不僅以確鑿資料再次證明了世界各地的金魚均源于中國,而且提出了“金魚的家化、不同品種的形成是基因突變加上生活條件的改變和人工選擇的結(jié)果”這一重要結(jié)論。這篇論文代表了陳楨運用哲學觀點和方法研究生物學特別是遺傳學問題所取得的卓越成就。中國科學院生物學部曾召開大會,號召全體科研人員學習他的經(jīng)驗。該論文于1955年出版單行本,1956年被譯成英文,刊載于《中國科學》(英文版)上。
1955年6月,陳楨被推選為中國科學院學部委員,成為當年當選的60位生物學部委員中唯一的動物遺傳學家。1957年,陳楨擔任由中國科學院動物研究室擴建而成的中國科學院動物研究所第一任所長兼學術(shù)委員會主任。
1957年11月15日,陳楨因甲狀腺癌再一次復發(fā)逝世。之后,他所發(fā)表的金魚遺傳學研究方面的重要論文以及有關(guān)動物行為學的研究文章,經(jīng)其學生及助手細心翻譯和匯集整理,結(jié)集在《金魚的家化與變異》一書中。該書凝結(jié)了陳楨畢生從事遺傳學研究的主要成果,1959年由科學出版社出版后,成為遺傳學研究領(lǐng)域中的重要經(jīng)典性文獻。
歷史永遠不會忘記,這位在中國現(xiàn)代遺傳學初創(chuàng)和早期發(fā)展中作出開拓性貢獻的科學大師!
(作者系生命科學史研究者)
《科學新聞》 (科學新聞2024年4月刊 人物)