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跳虫——土壤污染的晴雨表

2014-05-06 14:56阅读:
    跳虫——土壤污染的晴雨表
    (总第202期《自然与科技》)

跳虫——土壤污染的晴雨表
  ——实验室培养的白符(虫兆)Folsomia candida(卜云供图)

跳虫——土壤污染的晴雨表

  土壤中的跳虫,是土壤污染监测的明星生物。跳虫的群落、个体以及分子毒理等生物学指标,均能真实而又直观地反映土壤的健康状况,为土壤污染诊断提供重要的科学依据。
  众所周知,细菌和病毒入侵人体后,人就有可能会生病。同样道理,在人类工农业生产活动中,农药、杀虫剂以及重金属等有害物质渗入土壤中,土壤也会“生病”。“生病”的土壤生产出来的粮食,自然也是不健康的。据报道,我国中
、重度污染的耕地已达5000万亩之多。人类活动对土壤造成的污染已空前严重,这不得不引起我们高度警觉。
  人生病了可以就医,土壤“生病”了,该怎么诊断?有人说,用仪器去测量一下就可知道土壤里有哪些有害物质,含量多少,是什么存在状态。当然,这是以往最常用的方法,不过它只能告诉我们一个个抽象的数字,我们仍不知道这些有害物质对生物的具体危害是什么。随着人们对健康生活的日益关注,这种简单的物理化学测定方法显然已不能满足现在的需求,有没有更好的诊断方法呢?
  土壤中除了作为基本组分的无机物外,还有种类繁多的土壤生物,它们在土壤中繁衍生息。所谓“春江水暖鸭先知”,土壤如果“生病”了,土壤生物作为最直接的接触者,它们就会在第一时间感受到土壤的“病变”。研究人员只需检测特定的土壤生物,就可知道土壤是否“生病”以及“病情”如何,这就是目前常用的生物测试方法。
    土壤监测的“明星”生物
  哪些生物可以用来进行土壤的生物学测试呢?理论上,生活在土壤中,与土壤密切接触的生物均可作为测试的候选生物。实际上,蚯蚓、线虫、跳虫和西瓜虫等动物是土壤生态风险评价中常用的生物,因为它们在土壤中分布广泛,数量庞大,且与土壤颗粒和空隙水直接接触。
  在这些土壤毒理测试生物中,跳虫由于在各种污染土壤中具有显著的毒理效应,于是脱颖而出,被广泛用于土壤有机物、农药、重金属等污染物的毒性测定和生态风险评估。早在1997年,跳虫就被列入国际标准化组织(ISO)检测化学物质生物毒理检测程序中,至今已有数百篇相关研究报道。
  跳虫备受青睐还有其他原因,如繁殖快、易饲养以及敏感性高等优点。常用来进行土壤污染监测的跳虫——白符虫兆,在实验室最适环境下,20多天即可完成一个世代(指从卵离开母体到性成熟这个阶段),生命周期短,培养条件简单。2002年,奥地利学者杰奎琳·艾丁格(Jacqueline Idinger)发现,跳虫对土壤中的杀虫剂敏感度极高,0.03毫克/公斤的抑菌灵及0.15毫克/公斤的吡虫啉就可毒杀半数跳虫。
  通常,在土壤污染浓度增加和胁迫时间延长的情况下,跳虫群落会发生变化,敏感的跳虫类群会逐渐减少乃至完全消失,然而污染物对耐受力强的跳虫影响较小。例如,意大利学者发现一些跳虫,其体内可储存大量的DDT(一种杀虫剂,又叫滴滴涕)和PCB(一类环境污染物,中文名为多氯联苯),因而它们可发展为优势类群。在分析跳虫群落变化时,研究人员首先会通过分析土壤中耐受类群和敏感类群的种群变化,然后再进行关联分析,这样就可以对土壤受污染的程度作出判断。因此,跳虫是土壤污染的优良指示生物,其生物学指标能很好地反映出土壤污染的阴晴变化。
  如何用跳虫来监测土壤污染呢?总的说来,主要是依据跳虫对于污染土壤的响应作为指标进行检测,这可表现在群落、个体等不同水平上。另外,可根据不同类群的反应,划分出敏感种类和耐受种类,再来进行土壤污染评价。俄罗斯莫斯科国立师范大学库兹涅佐娃教授为了弄清楚炼铜厂对于周边土壤污染的情况,对俄罗斯一个炼铜厂周边土壤中跳虫的种类和种群动态进行长期监测,结果发现,与距厂区30公里以外的土壤跳虫群落相比,在距厂区1公里范围内的跳虫种类和种群密度急剧下降,在距厂区4~7公里范围的土壤中,跳虫明显多于1公里厂区范围。笔者所在研究组也对上海市绿化带和园林绿地土壤中跳虫的群落动态进行了长期监测,发现在重金属污染较轻的长风公园和共青森林公园的土壤中,跳虫的种类和数量明显多于重金属重度污染的上海焦化厂,而在焦化厂则发现了对重金属耐受性较强的跳虫种类。
  并非所有的监测工作都是在野外完成的,部分工作需要在实验室内完成。研究人员回到实验室里,可依据ISO和OECD中的标准化程序,测定跳虫的生存率、繁殖率和趋避行为等指标。简单地说,就是将特定跳虫种类一定龄期一定数量的个体,饲养在污染土壤和无污染的对照土壤中,统计跳虫的数量,然后再分析跳虫对污染物的效应浓度(EC50)和无效应浓度(NOEC)等,从而为土壤污染的评估提供参考。
    跳虫的分子毒理指标
  除了以上宏观的生物学指标外,随着分子生物学的发展,研究人员开始从生化功能和分子机理等微观角度深入研究跳虫对土壤污染的响应机制。因为有毒的有机物和重金属通过跳虫的食物或体表进入其体内后,跳虫需要启动体内的解毒功能来应对有害物质的伤害,这包括多个生理和生化过程,如跳虫通过开启体内一些解毒的基因开关,产生特定的蛋白质,与毒物结合或降解,甚至将毒物直接排出体外。
  这方面有很多研究实例可以佐证。2007年,荷兰生物学家迪克·勒洛夫斯(Dick Roelofs)等人利用分子生物学方法发现,跳虫一旦生活在含有高浓度镉的土壤中时,一方面其外分泌效率大大提高,另一方面,跳虫会开启体内一种结合重金属蛋白——金属硫蛋白(mt)编码基因的开关,其体内可产生大量的这种蛋白,与重金属结合,再将重金属排出体外,降低了镉对机体的伤害,这就是我们所看到的跳虫在镉含量极高的土壤中仍能顽强生存下来的原因。
  重金属到底影响跳虫哪些生理过程?为了回答这个问题,荷兰学者专门定制了含有白符虫兆5000多个基因的基因芯片。通过测试白符虫兆在重金属镉刺激下的基因响应情况,他们发现有上千个基因参与了对重金属的响应,如抗生素合成、伤口愈合、止血等基因,这些基因与跳虫应对严峻生存环境息息相关。而与跳虫生长和繁殖密切相关的基因,如大分子生物合成、糖异生、蛋白质翻译、碳水化合物代谢和脂肪酸降解等基因受到了抑制,从而影响了跳虫的生长发育和繁殖,这也是白符虫兆对重金属敏感的内在原因。事实上,这项研究中相关基因都有作为跳虫毒理测试分子指标的潜力。目前,比较清楚的是白符虫兆一些特定的应答基因。如2010年日本学者发现白符虫兆的金属硫蛋白编码基因(MTC)与其他生物的金属硫蛋白基因相比,具有更多的结合金属离子结构,其MTC基因受到重金属镉诱导而大量表达MTC蛋白,以应对重金属的伤害。同年,中国科学院生态环境研究中心研究人员也发现跳虫的Hsp70基因对汞反应最为敏感,在极低的汞浓度下就有显著的效应,比繁殖率和趋避行为指标更加敏感。
  随着研究的深入,研究人员仍在继续探寻开发跳虫新的毒理学指标。最近,韩国学者发现,白符虫兆在含有重金属的土壤生存28天后,其运动能力明显下降,在高浓度处理下,个别个体甚至失去跳跃能力,因此跳跃行为有望作为一个早期的土壤毒理学指标加以应用,从而尽早发现和避免土壤污染带来的伤害。此外,近年的研究中跳虫的体长也被作为一个生物学指标进行应用。
  综上所述,跳虫的群落、个体以及分子毒理等生物学指标,就像一个个晴雨表一样,能够真实而直观地反映出其生活的土壤健康状况,为土壤污染诊断提供重要的科学依据。但是,跳虫是一个物种丰富的动物类群,不同种类的跳虫有不同的食性和生活方式,对土壤有害物质的响应也不尽相同,因此仅依靠少数的跳虫物种进行生物学测试具有一定的局限性。在今后的研究中,一方面需要筛选更多的符合土壤生物学测试的跳虫物种;另一方面,已有的研究大多是针对单一污染物的测试,而实际的土壤污染往往是多种污染物的混合污染,因此需要重视混合污染物毒性的生物学测试研究。
    作者简介:
  卜云,男,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所副研究员,主要开展跳虫系统进化和土壤动物生态毒理学研究。高艳,女,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所副研究员,主要开展原尾虫和跳虫系统进化以及土壤动物生态毒理学研究。
    小贴士:土壤里有多少跳虫
  跳虫是一类小型土壤节肢动物,因其能利用腹部的特殊器官——弹器进行跳跃而得名。它们是土壤动物中的优势类群,全世界已知有8000多种,我国已发现400余种。此外,它们在土壤中的数量也非常庞大,温带阔叶林中,跳虫的密度可达到100000头/平方米。它们在土壤有机质的分解过程中有着不可替代的作用。

    “80后”高艳和黄骋望,正寂寞地研究着跳虫。钻这“冷门”有什么用?他们自己也还不甚清楚。但基础研究的价值往往就是深藏不露的,必须有人从最基础的事情做起——
    辨识土壤中那些会跳的小虫
    (2012.03.29《文汇报》许琦敏)
  “跳虫不是跳蚤。跳蚤是昆虫,而跳虫不是。”这句话像绕口令,高艳和黄骋望说起来却是特别顺溜,或许因为已经说了太多遍——总在纠正别人的误解。
  搜索一下维基、百度,百科词条中仍然把跳虫写成“弹尾目的昆虫”;其实从1999年起,动物分类学家已经把它从狭义昆虫纲中划分出来,列为六足动物亚门下的“弹尾纲”。
  本来,这两个本科念生物专业的“80后”打算拿跳虫来研究土壤毒性,不料一接触,竟然发现我国科学界对于这类几乎“有土壤就有它”的小虫子知之甚少,连在花园里随便挖出的跳虫,都说不上属何种。于是他俩改了初衷,做起跳虫的分类研究,五六年里已经鉴定出40多种。
  在放大镜下看,这些才两三毫米的小虫子色彩斑斓,造型更如“天马行空”般挑战想象力,总之好玩得很——这多少冲淡了两个年轻人劳作的寂寞,支撑着他们耐心地去辨识一个个小虫“姓甚名谁”。
    跳虫太漂亮了!
  跳虫是动物中的“跳高冠军”,弹跳能力甚至让跳蚤相形见绌。依靠腹部的弹器,它能跳到相当于自身身高十几倍的高度:如果人有这样的弹跳能力,能一下从地面蹦到10层楼高。跳虫腹部的第一节有个突起,同时第三节有一个“搭扣”,能把暂时不用的弹器妥帖地夹在腹下。
  这天,高艳挺高兴。上午在花园树下翻枯叶,意外地找到了几只桃红色的跳虫。她拿出随身带着的玻璃皿,用小树枝把虫子和一些枯叶一起挑进其中。回到实验室,她在玻璃皿里放进一些酵母,那是跳虫爱吃的。
  打开显微镜,高艳让记者看看这些精致的小生命:桃红色的身体胖鼓鼓的,头上有一对短而弯曲的触角,全身布满一根根白得透明的毛刺。也许因为受到载物台上灯泡热量的“烘烤”,它们扭啊扭地钻进枯叶里,找个阴凉地儿。
  高艳说,很多跳虫是白色或透明的,但仔细搜罗,就能发现五颜六色的跳虫:金黄色、淡绿色、咖啡色的……个头小的跳虫只有大个儿跳虫的一只脚大小;它们有的全身布满鳞片,有的长满凸起瘤节。
  “在显微镜下,你会看到它们身体的每个部分都各不相同,真是千姿百态!”高艳说,找到一个新种可遇不可求,但自己总被“惊艳的希冀”吸引着。
    “死土”和“活土”
  鉴定一个新种颇费工夫。1平方米的土壤中,跳虫可以多达上万只,有的栖息在地表,有的则钻入泥土十几厘米,还和别的虫子杂居在一起。
  科研人员有一套专门工具来找虫子。手套、铲子、耙子、取样桶……黄骋望告诉记者,每次去野外采样都得全套带齐。跳虫住在距地表20厘米以内的浅土层中,他们分四层取土壤样品,每5厘米一层。带回实验室后,先把土样铺在筛网上,再把筛网放进漏斗中,在漏斗上方架好白炽灯,虫子受热就会拼命往下钻,结果就钻过筛孔经漏斗掉进下头的容器中。
  落入容器中的一部分跳虫会被浸在酒精里“醉死”,放到载玻片上做成标本。科研人员在显微镜下观察跳虫的形态,再仔细描绘出来——每一根体毛都细致地画在图上。
  只要有机会,高艳和黄骋望就参加各种科考队,天南地北去采集跳虫标本。在这个过程中,他们领会了“死土”和“活土”。在西北荒漠,土壤看似贫瘠,但其中生活着跳虫,还有昆虫幼虫以及诸多微生物,可谓生机盎然;而在一眼望去山清水秀的浙江,他们却发现部分地区土壤中竟然没有任何生命的迹象——可能土壤已被严重的污染“杀死”了。
  尹文英院士说过,“土”由岩石风化而成,要成为肥沃的、有生命的“壤”,离不开土壤生物在其中繁衍生息。高艳说,他们当初就想用跳虫来做指示生物,监测中国土壤的“健康状况”——辨识哪种污染会杀死哪些种类的跳虫,以此反推污染情况;他们正不断为此努力,盼着设想成真的那一天快点到来。
    填满地图上的空白
  跳虫分类有一个国际网站,各国科学家都能上传数据。网站上有一张全球地图,欧洲、美洲差不多已经填满,而在中国这块大大的地盘上,却还留着大片空白——目前全球已鉴定的跳虫有8000余种,而中国只鉴定出了300多种,很多种跳虫在我国各地到底有没有,还不知道。至今,全国只有十多个人在做这方面的研究。
  高艳现在是中科院上海生科院植物生理生态研究所的副研究员,在中科院院士尹文英的课题组中。黄骋望比她晚来几年,跟着她一起做。说实话,研究跳虫究竟有什么用,除了想把它作为土壤状况的指示生物,他们说不出来;而全世界研究跳虫的科学家也几乎都说不出来。
  在已知的跳虫中,少数被确认会危害蘑菇等菌类和百合等,大多数则暂时定为“中性”——对人类有利还是有害,说不上。然而,如此庞大的种群,必定在生态圈中起着独特的作用,只是人类目前尚未知晓。高艳说,最基础的分类工作都没做好,怎么可能发现它们的作用呢?或许哪一天,它们就会把自己的秘密告诉我们,帮我们规划更美好的生活。

    “昆虫老太太”尹文英高龄挂帅土壤动物学
    ——她“偶然”发现原尾虫,踏遍半个中国继续寻找;她泡在鱼池3年,承诺“治不好鱼病赔钱”;她九十高龄仍亲自指导研究生,“后继无人是对历史的犯罪”
    (2012.07.30《新闻晚报》李星言)
跳虫——土壤污染的晴雨表
  尹文英正在检查原尾虫标本
跳虫——土壤污染的晴雨表
  年轻时的尹文英
跳虫——土壤污染的晴雨表
  尹文英和父亲尹赞勋
跳虫——土壤污染的晴雨表
  尹文英(右一)与同事们一起研究鱼病

跳虫——土壤污染的晴雨表
  1986年在武夷山采集标本
  周一早晨8:55,九十高龄的著名生物学家尹文英院士推开办公室的门,换上做实验用的白大褂,冲了一杯茶,稍事整理,准备就绪,正好9点整,和多年来一样,她开始了一天的工作。
  不了解尹文英的人,总会惊叹于她的幸运,连她自己也承认,“这一生充满偶然性”。
  偶然,降生在一个注重科学、主张男女平等的家庭;偶然,导师帮她定下终身从事的专业——生物学;偶然,遇到了带她走上鱼类寄生虫研究道路的英国女科学家;偶然,她随手搬起一块石头,发现了原尾虫……
  可对这个90岁高龄仍在辛勤工作的老太太来说,成功永远不是“幸运”的简单叠加。
  当她在你面前,仍像个斗士一样,激情昂扬地为促进新学科的发展而大声疾呼时,你会发现,如果没有内心的某种力量,再多的“偶然”,也激不起生命中如此壮阔的波澜。
    研究泥土里那些小小的昆虫有什么意义?
  尹文英会告诉你,“如今,土壤污染严重,但是土壤生物却有监测、指示、缓解和清洁污染的本领!因此,研究土壤动物学至关重要! ”
  尹文英,女,昆虫分类学家,中国科学院院士,是中国鱼病学的奠基人之一,也是中国现代六足动物(昆虫)系统发生研究的开拓者。
  她和同事们对近20种严重鱼类病害提出了有效的预防和治理措施,为创建我国“鱼病学”奠定了基础。1963年,她发现了我国当时尚未记载的原尾虫,除发表一个新科、18个新属、140多个新种外,还提出了原尾虫系统发生新概念,制定了新的分类体系,这是我国动物系统分类学领域的一项重要标志性成果,在国内外同领域产生了重要影响。20世纪80年代初起,尹文英积极推动和组织了全国性土壤动物学调查研究,为土壤动物学研究做出了开拓性的贡献。
    人们说她有个“好爸爸”,其实——科学家父亲“袖手旁观”只教她两个词受用终生
  许多凭自己努力做出成绩的名门之后,几乎都会遇到同一个困扰——人们总是固执地认为,他们的成就一定是来自于家长的助力,“赢在了起跑线上”。
  几乎所有写尹文英的传记中,都会提到她父亲,我国著名地质学家、古生物学家,中国科学院首届学部委员(院士)尹赞勋。
  这个出生在河北农村的女孩,六岁前都没有读过书,“当时的我就像路边的一棵野草,任风吹雨打,无人理会”。直到6岁时,父亲尹赞勋从法国留学回国度假时,力排众议,将她送进了私塾,而后又举家迁往北平。通向世界的那扇大门,就这样敞开了。
  客观地说,和当时大多数农村同龄女孩比起来,尹文英确实很幸运,如果不是父亲的开明、有见识,她之后的人生可能远没有如此精彩。
  少年时在北平,父亲的同行隔三差五就会在家中举行学术聚会,“其实我一点都听不懂,但每一次都从头到尾旁听,就在这种气氛下,我暗暗告诉自己,要做一个有学问的人。 ”
  疼爱女儿的尹赞勋每逢节假日,就带着她到西郊一带的山区去观察、采集,让她能从小认识矿物、动物和植物,“他培养我从小喜欢观察大自然,对日后从事生物学研究大有裨益”。
  而在走上工作岗位后,从头到尾“袖手旁观”的父亲只是教会她两个词——
  “那时中国的科技还很落后,大多数都是在模仿。父亲就告诉我,要有独立的思想,做第一手的科研工作,不要老是跟在人家后面模仿,也就是现在说的‘创新’。 ”
  后来,尹文英在科研中,一直坚持“创新”的治学理念,她曾说:“不论做什么工作都要有新意,特别是科学研究,如果工作中始终按照一套模式、一套方法、一个思路去做,得到与前人一模一样的结果,这岂不成了工厂生产,而不能算作科学研究了! ”
    父亲教会女儿的第二个词,是“准备”。
  “他经常说,不打无准备之仗,这句话对我影响很大,后来无论做事、做人、做学问,我都会事先做好准备,计划得比较周全。比如我负责牵头开展土壤动物学研究,是个涉及100多位科学家的大项目,在此之前我花了一年时间准备,从工作思路到方法,到怎么和外国专家交流等等,统统都做好计划。其实我没有什么本事,也不善于言谈,能够做好这项工作完全在于事先充分的准备。 ”
  这对举世闻名的科学家父女,父亲从不过问女儿的研究,女儿亦从不撒娇抱怨工作的辛劳。这是父女间的默契。
    人们叫她 “幸运儿”,其实——“偶然”发现原尾虫后踏遍半个中国,艰辛寻找
  人人都希望自己是个幸运儿,可如果幸运之神指明的方向,却并非是自己的主观意愿,那这还算不算是一种幸运?
  如果单是看尹文英的“大事年表”,很多人会说她是个十足的幸运儿。
  考大学时她选择的是地学系,“指不定能发现个金矿银矿,能够使得国富民强”。可没想到时任理学院院长兼生物系主任的欧阳翥教授赏识她的才学,也没问她同不同意,大笔一挥就把名字勾到了生物系的名单上。就这么偶然,尹文英与生物学结下了不解之缘。
  临近毕业时,英国鱼类寄生虫学家史若兰教授正巧应邀前来访问,生物系毕业生中只有尹文英一个女生,被安排作为接待,也因此获邀成为史若兰的助手,将鱼病研究作为自己的专业方向。
  而尹文英最重要的成就——“在中国科学记载原尾虫”,更是“幸运儿”的典型案例。
  原尾虫体长只有0.5-2.0毫米,又生活在土壤中,众多专家学者寻找多年无果。
  1963年夏,丈夫夏凯龄所在的中科院上海昆虫研究所赴浙江天目山采集昆虫。尹文英当时从武汉调来上海,等待分配工作,便应杨所长之邀一同前往。其他人都漫山遍野采集去了,尹文英独自坐在树下,随手翻开石头,在褐色的泥土中发现有一个小小的白点在蠕动。她灵机一动,拔下一根头发,沾上点口水,将它粘了起来,并小心地放进采集瓶中。就这样,那几天她采集到了20多只同样的小虫子。通过显微镜下观察鉴定,这些小生命竟然就是原尾虫。
  著名原尾虫学家今立源太良曾经回忆:“红华蚖可能是迄今已知原尾虫中最原始、最有兴趣的种类,尹在1965年发现了它,是原尾虫研究历史上最为激动人心的事件”。
  尹文英传奇般地发现了我国最早进入科学文献记载的原尾虫,也因此被邀请留在昆虫所继续研究,从此,她的科研之路也转到了昆虫学领域。1983年,她又大胆地提出了与前人完全不同的原尾虫系统发生新见解:无气管系统的蚖目种类是较原始的,而有气管系统的古蚖和华蚖则是较为特化的类群。这一观点已被国际上有关学者普遍接受。
  人生中的关键几步,都冥冥中有如神助的“天赐良机”,谁能说这不是一种幸运?
  可尹文英偏偏就不认同“幸运”这个词,她更愿用“偶然”来形容自己的际遇。 “我的一生都充满偶然性”,老太太思索往事,轻轻地说。
  如果用现代职场人的眼光来打量,似乎每一个关键的转折,都非出于尹文英的“主动意愿”,反倒有更多“被选择”的意味。这或许也是她不愿用“幸运”形容自己的原因之一。
    有没有过后悔的时刻?
  “我们这代人,责任感都很强。 ”尹文英想了想,“分配给我的工作,不去考虑喜不喜欢,反正一定要干好。 ”
  当年被分配到生物系,每年都有残酷的淘汰制,四年下来同年级12名学生只留下了一半,而她始终是其中读书最用功、成绩最优秀的那个;被史若兰教授慧眼识中后,这个严肃的英国女科学家在科研上的要求近乎严苛,对任何艰难险阻都视若无睹。尹文英一咬牙,“绝不能叫苦! ”
  发现原尾虫后,尹文英踏遍了大半个中国的山岭野地寻找它们,北到中俄边境、中蒙边境,西到青海,南到海南岛,先后找到了160多种原尾虫,包括140多个新种,她在电子显微镜下走进原尾虫的世界,大胆提出“原尾虫是不是昆虫?”的学术问题,成为世界公认的4位最有成就的原尾虫学者之一。
  尽管她已是名满天下的院士,但以九十高龄,仍在为更多土壤动物们“著书立说”。
  “她认为自己的成功是偶然,可你要是看到她搞科研时的那股认真劲儿,就知道,这是一种必然! ”尹文英的学生对此坚信不疑。
  成功,永远不是“偶然”的简单叠加,如果没有内心的某种力量,再多的“偶然”,也成就不了“幸运”。
    人们只知道她是昆虫学家,其实——3年赤脚泡在鱼池里,她立下保证书为鱼治病
  现在多数“圈内人”都知道,尹文英是著名的昆虫学家,但许多人也许不清楚,她原来还是一名优秀的鱼病学家。正是通过她和同事们的努力,找到了我国淡水鱼类病的防治方法。
  1953年初,她被派往我国当时最主要的淡水养鱼区——浙江湖州,筹建中科院水生生物研究所菱湖鱼病工作站。
  当时我国主要饲养的鱼种为草鱼、青鱼、鲢鱼、鳙鱼,这些都是中国特有的鱼种,与欧、美、日等国家的饲养鱼类完全不同,因此没有可以借鉴的国外资料,必须独立思考。为了探寻鱼类病因,凡是鱼池的浮游生物、鱼体寄生的原生动物、蠕虫、甲壳动物等,都成为了她和同事们研究的对象。
  他们租了十几个鱼池,常常赤脚踩着泥泞,在鱼塘周围观察鱼类生长情况,有时还得打捞浮上水面的病鱼,放在显微镜下解剖观察,分析致病原因,更需深入研究鱼的发病规律等。天还没亮就要起床,深更半夜才能入睡,这一干就是整整3年,每年才能回一次家。
  除了鱼病防治实验研究外,他们还需要为当地农民养的鱼上门出诊,“当时农民不相信我们的技术,我们还要写保证书,保证把鱼治好,万一鱼死了还要赔偿。 ”
  渐渐地,工作站的口碑建立了起来。尹文英和同事们先后发现并推广了青鱼肠炎病、赤皮病、小瓜虫病等近20种鱼病的有效治疗方法。在分析总结大量科研数据的基础上,制订出了“三消四定(三消:清塘消毒、鱼种消毒、饵料和食物消毒;四定:即四定投饵:定质、定量、定时、定点)”的有效防病养鱼措施,并在理论联系实际的基础上,大胆地提出“防重于治,无病先防,有病早治”的工作方针。
  就是这样一套既有创新又具实效的防病养鱼措施和操作上的具体做法,很快被全国各养鱼区推广使用,成为当时我国淡水养鱼科学操作规程中不可或缺的部分,对我国淡水养鱼业的持续发展发挥了重要作用,创造了巨大的经济效益和社会效益。
  在此后逾15年的时间里,尹文英一直从事鱼病防治及基础病理学、生理学及流行病学的科研工作,为创建我国“鱼病学”奠定了基础。
    人们以为她整天埋头搞研究,其实——九十高龄指导研究生,“后继无人是犯罪”
  人们往往津津乐道于尹文英发现原尾虫的传奇与幸运,以及她在我国昆虫学领域做出的科研贡献。但作为一名卓越的科学家,尹文英绝非“两耳不闻窗外事”。相反,她在社会工作、人才培养上的贡献,并不亚于在科研上取得的成果。
  “文革”结束后,迎来了“科学的春天”,科学工作者满腔热情,许多优秀的科研成果开始涌现。在昆虫学领域,因《昆虫学报》版面有限,要发表一篇论文,最短也要等上一两年。考虑到这一现状,尹文英曾向所领导建议,昆虫所应该主办一份专业学术刊物,并得到了所长的赞同和支持。
  经过所领导班子研究同意,创办一个能够及时汇集昆虫所科研人员以及与合作单位科研成果的学术年刊(后定名为《昆虫学研究集刊》),一年出版一集,公开发行。
  设想很好,但要真正创办一个刊物,谈何容易?因当时出版系统已放开,纯学术性刊物发行量有限,经济效益不大,出版社都不太感兴趣。
  正在大家纳闷无奈之时,尹文英又主动请缨。在她的不懈争取下,事情终于有了转机。尹文英清楚记得:当时有位出版局领导当场拍板,并指定上海科学技术出版社负责。就这样,《昆虫学研究集刊》正式创刊,前后共出版了11集,发表了昆虫研究所在昆虫生理、生化、生态、毒理、病理及昆虫分类等方面近300多篇有质量的学术论文,深得国内外同行好评。
  尹文英的责任感和事业心也体现在对年轻科研人才的培养上。
  “文革”后,中科院恢复招收研究生,尹文英是恢复招生的第一批导师。在以后长达20余年中,她先后招收硕士6位,博士10位,博士后2位。
  为了把这些年轻人培养成才,尹文英付出了辛勤的汗水。 1990年她被评为中科院优秀研究生导师。 80多岁时,尹文英还在亲自培养研究生,每周至少安排一次与研究生学术交流或科研谈心。如今,已是90高龄的她,仍会每周来所里上班,对年轻科研人员给予殷殷指导。为了节约时间,她总是自带简易中饭,用微波炉加热即食。
  已是耄耋之年的大专家了,为何还要亲自培养研究生?
  尹文英的回答很干脆:“昆虫世界大得很,昆虫专业人才非常缺乏,尤其是创新型人才更要多培养;后继无人是我们对历史的犯罪! ”
    人们以为她到了颐养天年的境界,其实——“昆虫老太太”不淡定,为土壤动物学奔走呐喊
  90岁高龄,被后辈们亲昵地呼作“老太太”,该是可以颐养天年、看开一切的时候了吧?
  可仍有一件事,让尹文英不淡定,让她73岁时仍愿意挂帅上阵,不仅牵头组织,更是亲赴第一线考察调研;让她在90岁高龄时仍牵肠挂肚、奔走呼吁。
  “土壤动物学真的很重要,可是我们的研究基础太薄弱了! ”尹文英几乎要大声疾呼,“现在一切的污染几乎都和土壤有关,海洋污染大多来自于陆源污染,空气污染也有一部分原因是土地受到污染后继而污染空气,土壤污染严重,但是土壤生物却有监测、指示、缓解和清洁污染的本领!土壤生物的研究是农业可持续发展的基础,也是环境科学发展的基础。 ”
  最初,尹文英是基于研究原尾虫时,顺带对土壤中其他五花八门的小虫子产生了兴趣,“多到简直不知道有多少种类,我就很有兴趣,想知道这些小虫子在土壤里有什么作用。 ”
  之后,她发现,土壤动物学的价值远远不止于此。
  “在土壤中生活着的多种生物,对土壤的形成、发育、物理结构、化学性质和有机物的分解等起着重要作用,使土壤成为具有生物活性的活体,持续地为人类提供肥源,因而被看成是一类特殊的生态系统。 ”
  欧美学者100多年前就认识到了土壤动物和土壤微生物一样,是活化土壤物质循环不可或缺的重要组成部分,开始了土壤动物的研究。可直到20世纪80年代,我国土壤动物学研究仍是很薄弱的学科。
  为此,90岁高龄时,她仍然在为这个学科的发展奔走呐喊。
  1982年,尹文英联合复旦大学和华东师范大学的有关学者,邀请全国10个省市的有关专家参加交流,推动该学科的发展。 1987年-1991年,在天目山、衡山和岳麓山等地定点、定量、定期进行了土壤动物的调查研究,从近10000个土壤样品中,收集到30万号标本。标本涉及8个动物门、20个纲、71个目的600多种动物,聘请国内外专家共同鉴定,并于1992年主编出版了《中国亚热带土壤动物》一书,这是我国第一本有关土壤动物的专著。
  1993年,她又联合国内外有关专家,开展“中国典型地带土壤动物的研究”项目。这是一个非常大的工程,他们选择了高寒草原区、温带林区、暖温带林区、中热带雨林区和北热带滇南河谷区等五个典型地带,同步进行调查研究和分析比较。此外,在温带(长白山)、亚热带(杭州)和热带(海南)同时进行土壤动物生态学方面的试验研究;并在我国中部进行重工业污染和农药污染对土壤动物的影响及对策等的调查研究。
  这个项目的完成为《中国土壤动物检索图鉴》和《中国土壤动物》两本专著的出版提供了第一手资料,同时对我国土壤动物学的建立和深入发展做出了巨大贡献。
  之后,由于种种原因,课题研究没有再进行下去,尹文英多方呼吁,最终也无功而返。
  回想起此事,老太太仍不禁说:“我也不是为了个人的名利,那么大个工程,百把号人合作,谁有名啊!只是想踏踏实实为土壤动物研究做点事。 ”
  今年春节前,尹文英研究组又被邀作为开展土壤动物学研究的牵头人之一,亟需购买仪器设备和邀请专家学者重新进行研究部署。
  这时,她已九十高龄。
  “经费不是问题,仪器设备也可以购买,可是当年一起参加研究的专家学者们,20多年来几乎都退休了,或是转攻了别的研究方向,现在能邀请到的已为数不多了”。
  尹文英的语气中,多少有些落寞。但,又很坚决。
    那些年父亲教会她的事
  采访前,尹文英的学生悄悄提醒我, “老太太跟父亲的感情很好,但她不喜欢别人一再提及这点,以为她有所成就都是靠父亲的帮助或提携。”
  没错,尹文英有足够的理由 “拼爹”。那个名满天下的地质学家本可以为女儿安排一份稳定而舒适的工作,或者让她作为自己学科的传人,或者 “托关系”“打招呼”……总之,有无数个办法能让她的成功更快、更早、更容易。
  可父亲只对女儿说,“一切全要靠自己。”
  “父亲很严肃。说实话,我很怕父亲,他在做什么、想什么,我一点不知道,也不敢问。平时的沟通全靠通信,只谈工作,不聊家常。”
  在尹文英看来,父亲对自己的 “帮助提携”,就在于鼓励她读书,带她在山野间培养对自然的兴趣,长大后教会做科研的态度与精神。
  其余的,就靠自己打拼琢磨吧。
  她知道,父亲总在背后默默关注着自己,他从不过问女儿会不会栽跟头,有没有受苦,因为他知道,那是科研道路上必经的伤痛。
  直到有一天,女儿可以自豪地告诉父亲, “你教我的,我一直铭记在心,而且受益终身。”
  授人以鱼,不如授人以渔。这些最简单又最深刻的道理,是让孩子一生受用不尽的财富。

    倾注毕生精力研究原尾虫
    (2010.03.09《新民晚报》尹文英)
    作者简历
  尹文英 女,昆虫学家。河北平乡人。1947年毕业于中央大学生物系。中国科学院上海昆虫研究所研究员。早年从事鱼类寄生虫和鱼病防治的研究。1960年后系统地进行原尾虫的分类、形态、生态、胚后发育、生物地理、比较精子学和亚显微结构等研究。1985年后,主持和推动土壤动物学的系统研究,联合60多位学者在6个气候带完成土壤动物组成(3000多种)、变动规律及其在土壤物质循环中的作用以及环境污染的影响等试验研究。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。
跳虫——土壤污染的晴雨表
  1950年前后在岳阳路320号大院
跳虫——土壤污染的晴雨表
  工作中的尹文英
跳虫——土壤污染的晴雨表
  红华蚖活虫
跳虫——土壤污染的晴雨表
  姐妹仨合影:(左)大妹尹心英、(中)尹文英、(右)小妹尹心华
  1922年10月,我出生于河北省平乡县一个知识分子家庭。父亲尹赞勋是从事地质古生物学研究的著名地质学家,是新中国第一批中国科学院院士(学部委员)。由于少年时活泼机灵,我深得父亲的喜爱,假日经常跟随父亲外出采集标本,对大自然产生无限热爱。每当父亲与朋友聚会时,我就依偎在父亲的怀里,听父辈们用英、法、德等多种语言探讨一些科学问题。
  受父亲的影响,我从小就憧憬着长大后能够做一名地质学家,天穹作屋,大地为床,肩背行囊,走遍天下,去探索大自然的奥秘。1943年报考大学时,我就选择了当时国内最高学府——国立中央大学,但遗憾的是当年地质系不招女生,只好选择了与之相近的地理系。到学校报到时,理学院院长兼生物系主任欧阳翥教授面试后说:“女孩子读地学不合适,你还是到生物系来吧,我们欢迎你。”我从此与生物学结下了不解之缘。
    找到我国淡水鱼类鱼病防治方法
  1952年,我们一行5人被派往浙江湖州,筹建菱湖鱼病工作站。工作站开始时位于一座四面环水的孤岛上,与外部联系的唯一交通工具就是一条小木船。
  1951年中科院水生生物研究所在无锡蠡园成立“太湖淡水生物研究室”,为了探寻鱼类病因,凡是鱼池的浮游生物、鱼体寄生的原生动物、蠕虫、甲壳动物等,都成为了我们研究的对象。
  当时我国主要饲养的鱼种为草鱼、青鱼、鲢鱼、鳙鱼,这些都是中国特有的鱼种,与欧、美、日等国家的饲养鱼类完全不同,因此没有可以借鉴的国外资料,必须独立思考。
  1952年,我们一行5人被派往浙江湖州,筹建菱湖鱼病工作站。工作站开始时位于一座四面环水的孤岛上,一年后盖了几间平房。在这里一干就是三年,开展鱼病防治实验和门诊、出诊工作。
  扎实的工作结出了丰硕的果实,我们先后发现并推广了草鱼鳃瓣病,草鱼、青鱼肠炎病、赤皮病、小瓜虫病、斜管虫病、鲺病、锚头病等近20种鱼病的有效治疗方法。在分析总结大量科研数据的基础上,总结出了“防重于治”、“无病先防、有病早治”的工作方针。结合群众的养鱼经验,制订出了“三消四定(三消:清塘消毒、鱼种消毒、饵料和食物消毒;四定:即四定投饵:定质、定量、定时、定点)”的有效防病养鱼措施。这套措施后来在全国各养鱼区推广使用,成为当时我国淡水养鱼科学操作规程中不可或缺的部分,对我国淡水养鱼业的持续发展发挥了重要作用,创造了巨大的经济效益和社会效益。
    提出原尾虫系统发生新概念
  著名原尾虫学家今立源太良在文中写道:“红华蚖可能是迄今已知原尾虫中最原始、最有兴趣的种类,尹在1965年发现了它,是原尾虫研究历史上最为激动人心的事件”。
  1963年我被调到了中科院上海昆虫所工作,此后就与倾注满腔热忱和毕生精力研究的原尾虫相遇了。在天目山我偶然发现了我国尚未记载的原尾虫,之后的几十年里,我对我国原尾虫的分类、区系、形态、生态、生物地理、胚后发育、比较精子学和分子系统学等进行了深入系统的研究,找出了新的证据,纠正了前人的错误,提出了原尾虫系统发生新概念,制定了新的分类体系,得到了国内外有关学者的高度评价。这是我国动物系统分类学领域的一项重要标志性成果。
  我们研究组克服种种困难,走遍大江南北各种土壤类型地区,在我国各省区的近千个小区进行了采集调查。共记述原尾虫164种,其中包括142个新种,18个新属,建立了4个新科。1965年发现了形态独特的红华蚖,并据此建立了一个新科——华蚖科。这一发现引起国际同行极大兴趣,被认为是自意大利Silvestri 1907年首次发现原尾虫以来的一件大事,是原尾虫研究历史上最为激动人心的事件,并且将华蚖科载入了1987年英国出版的《伊姆氏昆虫学教程》第10次修订本中。
  继华蚖之后,我们又陆续发现了旭蚖、沪蚖、中国蚖、多腺蚖、异蚖、丽蚖等十几个新属。不但为原尾目各类群之间的亲缘关系找到新的证据,而且详细总结了它们的特征,这些特征无法纳入经典分类系统之中。
  1983年,我们大胆地提出了与前人完全不同的原尾虫系统发生新见解:无气管系统的蚖目种类是较原始的,而有气管系统的古蚖和华蚖则是较为特化的类群。这一观点已被国际上有关学者普遍接受。
  坚持真理,不盲从权威,博采众长,勇于创新,这是我的工作准则。长期以来,各国原尾虫学家一直采用国际昆虫学会终身荣誉主席、著名的丹麦昆虫学家屠格森教授所建立的经典分类系统。华蚖的发现为屠格森教授建立的经典分类系统出了一个大难题:如何确定其合适的分类地位。在这一点上我与屠格森产生了根本上的分歧,开始了激烈的学术论争。由于华蚖科形态独特,且具有气管系统,其分类地位是接近古蚖还是接近始蚖,双方各持己见。
  应屠格森教授的邀请,我1979年访问哥本哈根时,就华蚖的分类地位与屠格森教授进行了充分交流。屠格森教授尊重我的发现,但坚持一定要拿出更充分的证据来,而不仅仅是外部形态上的区别。
  回到上海时,我就收到了屠格森教授包含17个关键问题的信函。只有准确地回答这17个问题,才能让学界心悦诚服,新的分类体系才能真正确立。生物的生殖细胞变化在系统分类学上可能是最具说服力的,但对原尾虫生殖细胞研究是一项极为困难的工作,因为原尾虫的个体已是如此之小,对其精子的超微结构进行观察,其难度可想而知。1980年开始,我与意大利西耶那大学的Dallai教授合作,开始了长达10年的原尾虫比较精子学的系统研究。
  十年磨一剑,通过努力,我们研究组先后对8科、16属20种原尾虫的精子,进行了超微结构研究。研究结果使屠格森教授开始转变他原先将华蚖归入始蚖科的主张。
  在完成原尾虫比较精子学研究的基础上,1996年,在第20届国际昆虫学大会上,我们提出了3目10科更完整的分类系统,这一分类系统现已被各国同行专家学者所采用,成为了原尾虫系统分类学研究的标准。
    为我国土壤动物学建立及发展作贡献
  如果要总结成功经验,可以用八个字概括:安贫乐道,创新勤奋。
  1982年联合复旦大学和华东师范大学的有关学者,我们在上海举行了一次土壤动物学术交流会,邀请全国10个省市的有关专家参加,以期推动我国该学科的发展。1987年-1991年,在天目山、衡山和岳麓山等地定点、定量、定期进行了土壤动物的调查研究,从近10000个土壤样品中,收集到30万号标本。标本涉及8个动物门、20个纲、71个目的600多种动物,聘请国内外专家共同鉴定,并于1992年主编出版了《中国亚热带土壤动物》一书,这是我国第一本有关土壤动物的专著。
  1993年,我们又联合国内外有关专家,开展“中国典型地带土壤动物的研究”项目。选择了高寒草原区、温带林区、暖温带林区、中热带雨林区和北热带滇南河谷区等五个典型地带,同步进行调查研究和分析比较。此外,在温带(长白山)、亚热带(杭州)和热带(海南)同时进行土壤动物生态学方面的试验研究;并在我国中部进行重工业污染和农药污染对土壤动物的影响及对策等的调查研究。此项目的完成为《中国土壤动物检索图鉴》和《中国土壤动物》两本专著的出版提供了第一手资料,同时对我国土壤动物学的建立和深入发展做出了一点贡献。
  如果要总结成功经验,可以用八个字概括:安贫乐道,创新勤奋。我对“安贫乐道”的解释是:不计较个人生活待遇、职位高低,专心致力于科学研究。创新是科学发展的灵魂,勤奋是事业成功的保证,不论做什么工作都要有新意,特别是科学研究,如果按照一套模式、一种方法、一个思路去做,得到与前人一模一样的结果,只能算是工厂式的生产,而不是科学研究。凡是在事业上有成就者,都是勤勤恳恳、奋斗不止的人。
  数十年来,虽然自己尽力做了一些科研工作,可总觉得微不足道,谈不上做了什么大贡献,一想起来就使我感到内心愧疚……时间是无限的,空间是无限的,科学技术的发展也是无限的。虽然目前我们各方面条件都得到改善,但是我们不能有丝毫的松懈。面临世界各国的竞争,稍为停滞就是倒退。
    相关链接
  尹文英提出原尾虫系统发生新概念,并据此建立了原尾纲新的分类体系。她和她领导的研究团队多次获得国家和中国科学院的奖励,先后获国家自然科学奖二等奖1项、三等奖1项,国家科技进步奖二等奖1项,中国科学院优秀科研奖1项,中国科学院科技进步奖特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项;上海市“巾帼奖”一等奖1项。1998年获何梁何利科技进步奖。1999年出版了《中国动物志:原尾纲》。主编写成《中国亚热带土壤动物》、《中国土壤动物检索图鉴》和《中国土壤动物》等专著。

【附】

    中国科学院昆虫发育与进化生物学重点实验室.昆虫系统分类和系统进化研究组
http://www.sippe.ac.cn/cp2-4-5_yinwy.asp
跳虫——土壤污染的晴雨表

    研究方向:
  重点对中国原尾虫、跳虫和双尾虫的种类、区系、形态、生态、胚后发育和精子超微结构等进行深入系统地研究,综合利用不同分子标记进行分子系统学研究,并结合发育生物学研究方法,探讨原尾纲、双尾纲和弹尾纲的系统进化关系,及其在节肢动物中的系统发生地位;调查城市园林绿地中土壤昆虫群落动态,建立污染土壤中快速、简捷的生物毒理检测方法,为土壤质量评估提供指导。
    研究进展:
  以六足动物(包括弹尾纲、原尾纲、双尾纲和昆虫纲)各纲和目的系统演化为主线,同时探讨与甲壳动物、多足动物和螯肢动物等外群的系统关系。选择六足动物中有代表性的一些类群:原尾虫、跳虫、双尾虫、古翅类(蜉蝣目)、新翅类(直翅目等)和全变态类(鞘翅目、捻翅目等)昆虫,与外群多足类、甲壳类和螯肢类等的代表类群应用现代生物学的综合方法与技术,进行各类群间可以类比的试验研究,得出的新结果或证据,结合国内、外的有关资料对六足动物的起源、单系性和类群之间的亲缘关系和分类地位等进行分析比较,从而阐明六足动物的起源与进化途径,以完善其高级阶元的系统分类关系。同时还率先开展中国土壤动物的研究,调查了国内各个气候带的土壤动物,为以后的研究奠定了坚实的基础。
  (1) 低等六足动物系统分类和系统发生研究工作部分的研究结果表明:原尾纲、弹尾纲、双尾纲和昆虫纲均为单系群,并支持六足总纲(Hexapoda)的单系性。其中原尾纲和双尾纲的亲缘关系最为密切,而弹尾纲的系统分类地位尚难判定。分析结果并不支持原尾纲+弹尾纲形成缺尾纲(Illipura)或近昆虫纲(Parainsecta)的主张,建议取消缺尾纲这一分类阶元。而甲壳动物+六足动物形成泛甲壳动物(Pancrustacea)的假说有一定的合理性。
  (2) 对我国原尾纲昆虫的分类、区系、形态、生态、胚后发育和精子超微结构等进行了系统的研究,综合进化形态学、比较精子学和发育生物学等方法研究了世界已知原尾虫,找出了新证据,提出了原尾纲昆虫系统发生新概念,在原2目3科的基础上,重新整理成为3目10科的新的原尾纲分类体系,并以支序分析和PCR方法进行检验,证明它是一个更符合客观自然规律的分类系统,已经被国际同行广泛采用。在国内外重要学术刊物上发表相关论文和专著180余篇,出版专著一本。
  (3) 主持和推动了我国土壤动物学的系统研究,联合60多位学者在我国3个气候带(温带、亚热带和热带)和7大地理区(东北区、华北区、蒙新区、青藏区、西南区、华中区和华南区)完成土壤动物多样性、变动规律及其在土壤物质循环中的作用以及对环境污染的影响等试验研究,其结果主编写成《中国亚热带土壤动物》、《中国土壤动物检索图鉴》中、英文版和《中国土壤动物》等专著和150余篇论文。

    课题组长:尹文英研究员
跳虫——土壤污染的晴雨表
  尹文英,女,研究员,中国科学院院士。1947年毕业于前国立中央大学生物系。1963年至今在中国科学院上海昆虫研究所工作。建国初期从事鱼病研究,是我国鱼病学研究的创始人之一。从60年代初至今,对我国原尾目昆虫的分类、区系、形态、生态、胚后发育和精子超微结构等进行了系统的研究,找出了新证据,提出了原尾目昆虫系统发生新概念,并制定了新的原尾目分类体系。在国内外重要学术刊物上发表论文和专著180余篇,主编专著6本。许多研究成果已被国外有关学者广泛采用和评价。于1986年获中科院科技进步一等奖,1987年获国家自然科学奖二等奖,1994年获中科院自然科学奖二等奖及其他国家和院部级奖共9项。1998年度获何梁何利基金科学与技术进步奖。

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