雜交水稻難在哪兒?青蒿素是如何發(fā)現(xiàn)的?為何要收集種子? 近日,北京市科技教育中心(北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會黨校)“弘揚科學(xué)家精神”系列活動走進(jìn)懷柔區(qū)廟城學(xué)校。中國科學(xué)院植物研究所植物學(xué)博士史軍以植物為媒傳遞科學(xué)力量,現(xiàn)場分享了袁隆平院士“禾下乘涼夢”、屠呦呦提取青蒿素、鐘楊收集種子的科研故事,帶領(lǐng)學(xué)生們在植物中開啟科學(xué)探索,鼓勵學(xué)生們要有執(zhí)著的信念,讓科學(xué)家精神成為指引自己探尋世界真相的路標(biāo)。
中國科學(xué)院植物研究所植物學(xué)博士史軍分享科學(xué)家們的故事。 馬然 攝
從水稻到青蒿素,史軍講述科學(xué)家的科研故事
“同學(xué)們,我想問問大家,在你們的想象中,科學(xué)家的形象是什么樣的?”講座伊始,史軍用一個小問題跟學(xué)生們互動。在聽到學(xué)生們五花八門的答案后,史軍表示,不少人認(rèn)為科學(xué)家就是留著爆炸頭、戴著眼鏡、穿著白大褂的人,這屬于對科學(xué)家的刻板印象,“今天,我想用三位科學(xué)家的真實研究故事來告訴大家,科學(xué)家是一群什么樣的人、他們究竟在做什么工作,他們的研究對我們的生活有哪些直接影響?!?/p>
當(dāng)“雜交水稻之父”袁隆平,青蒿素發(fā)現(xiàn)者屠呦呦和“時代楷?!敝参飳W(xué)家鐘楊的三張圖片出現(xiàn)在大屏幕上,不少學(xué)生迅速認(rèn)出了這三位科學(xué)家。史軍從雜交水稻為什么能夠推進(jìn)我國糧食產(chǎn)量的發(fā)展講起,告訴同學(xué)們雜交是為了獲得不同物種的優(yōu)勢,但水稻雜交存在很多困難,“第一是與水稻的花的結(jié)構(gòu)有關(guān)。水稻的花比大家吃的大米還要小,而且雌蕊跟雄蕊是同時成熟的,所以雄蕊釋放花粉的時候基本上是自花授粉,自花授粉以后產(chǎn)生的種子沒有雜交的優(yōu)勢特點?!?/p>
如何解決水稻雜交授粉問題?有學(xué)生提出,在授粉之前把雄蕊切掉。史軍笑著說道,“理論上沒毛病,但是實際上水稻的花很小,而且一個穗子上可能有100朵花,一株水稻有三四個穗,一畝地有無數(shù)株水稻,一個一個地揪(雄蕊)很難揪完?!痹诮忉屃诉@一方案實施的困難后,史軍話鋒一轉(zhuǎn),“不過不要低估了科學(xué)家的執(zhí)著,真的有科學(xué)家這樣做過,只是最終沒有獲得成果。水稻雜交是不是就進(jìn)入死胡同了?這個時候袁隆平院士開辟了一條新道路。”
袁隆平在研究雜交水稻時不是借助人力去除花粉的干擾,而是想借助大自然的力量來實現(xiàn),他另辟蹊徑開始尋找雄性不育的水稻品種。雖然排除了雄性花蕊的干擾,但最初的雜交水稻并沒有如大家想象的那樣長得更高更壯,這可能是“近親繁殖”帶來的麻煩?!翱蒲械牡缆凡⒉皇且环L(fēng)順的?!钡∑綇奈捶艞?,他又發(fā)現(xiàn)了雄性不育的野生稻,最終在雜交水稻的科研中獲得了成果。
“科學(xué)的發(fā)展會有一些機(jī)緣巧合,但也正是因為很多科學(xué)家的堅持,科研工作才有了進(jìn)展?!笔奋姼嬖V學(xué)生們,袁隆平的科研之路為雜交水稻指明了方向,目前科學(xué)家們正在通過基因編輯等更多的方式獲得雄性不育水稻。
屠呦呦發(fā)現(xiàn)的青蒿素為何如此重要?史軍用一張文明古國的世界地圖道出了答案:熱帶區(qū)域沒有成為文明誕生的搖籃,不是因為氣溫不適合作物生長,而是這個區(qū)域傳染病十分厲害。而青蒿素的發(fā)現(xiàn),挽救了無數(shù)瘧疾患者的生命。
屠呦呦進(jìn)行了無數(shù)次實驗,最終才成功獲得了青蒿素。為了驗證提取的青蒿素是否真的有效,屠呦呦等3名科研人員成為首批人體試驗的志愿者。史軍告訴學(xué)生們,“科學(xué)家在很多時候都是有很強的奉獻(xiàn)精神的。屠呦呦先生獲得諾貝爾獎的時候還說‘這不是我一個人的榮譽,是中國全體科學(xué)家的榮譽,大家一起研究了幾十年,能夠獲獎不意外’”
引導(dǎo)學(xué)生透過科研故事感悟科學(xué)家精神
史軍還講述了植物學(xué)家鐘楊的故事?!皬?001年到2017年,鐘楊團(tuán)隊在青藏高原采集了4000萬粒種子?!笔奋姼嬖V學(xué)生們,收集種子并沒有想象中簡單。他以香蕉舉例,有種子的香蕉是可以用來繁殖的,而收集不同物種的種子不僅可以保護(hù)生物的多樣性,也可以延續(xù)人類的未來。
但在野外采集種子尤其是在青藏高原采集種子是一項艱巨的任務(wù)。采集種子有很多要求,比如每一個物種需要采集8000粒種子;植株和植株之間至少要間隔20米,種群和種群之間至少要間隔50公里,等等。種子采集后也并不意味著工作就結(jié)束了,很多種子外面套著果皮,還要把果皮去掉。史軍現(xiàn)場還分享了鐘楊為了去除光核桃的果皮、請人吃果子的故事。
史軍介紹,最終收集的種子會存放在國家的種子庫中,“這些都是為了我們未來的發(fā)展,一旦出現(xiàn)極端事件很多植物消失不見的時候,可以用種子庫的種子重建一個健康的生態(tài)系統(tǒng)。收集種子的工作關(guān)乎千秋萬代?!边z憾的是,鐘楊于2017年意外去世。但收集種子的工作并未停止,他的團(tuán)隊仍在繼續(xù)?!熬拖耒姉钤f過的那樣,‘任何生命都有其結(jié)束的一天,但我毫不畏懼,因為我的學(xué)生會將科學(xué)探索之路延續(xù)’”。
在講座最后,史軍表示,當(dāng)提到科學(xué)家的時候,希望大家看到的是活生生的人,他們有自己的生活和理想,也有困擾和煩惱,“但他們都有執(zhí)著的信念,也許是一個小小的愿望,為了人吃飽飯、為了人不生病、為未來儲存一點希望。無論你們未來是否會成為一名科學(xué)家,希望科學(xué)家精神都能成為指引你們探尋世界真相的路標(biāo)?!?/p>
在當(dāng)天的講座中,史軍用一個個小故事詮釋科學(xué)家的堅守與奉獻(xiàn)精神,用鮮活的案例讓學(xué)生們認(rèn)識到科學(xué)家的研究與自己的生活息息相關(guān)?;迎h(huán)節(jié)中,學(xué)生們踴躍提問,從“含羞草為何害羞”到“種子保存技巧”,史軍耐心地一一解答,現(xiàn)場氛圍熱烈。
本次活動由北京市科技教育中心(北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會黨校)在北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會的指導(dǎo)下聯(lián)合北京市懷柔區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會共同舉辦,是2025年弘揚科學(xué)家精神系列活動之一。今后,北京市科技教育中心(北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會黨校)將持續(xù)推進(jìn)更多精彩的弘揚科學(xué)家精神系列活動,推動科學(xué)家精神從科技界走向全社會。
新京報記者 楊菲菲
編輯 繆晨霞
校對 趙琳