藍天柱：挑戰孟德爾

賣冰棍的科學家

　　格雷戈爾·孟德爾是誰？答曰：現代遺傳學之父，經典遺傳學的奠基人。

　　然而，28年前，中國有一位知識分子對他的經典遺傳學某些概念提出了質疑。根據試驗結果，提出了遺傳性狀表達依細胞質遺傳變異顯性力而轉移概念，以代替細胞核基因顯性和隱性概念，并提出了細胞核激發變異力概念，以補充遺傳性狀決定于細胞核基因概念。根據這些新概念而提出的《作物雜交F1數量性狀遺傳》的新理論，從根本上動搖了孟德爾經典遺傳學某些理論基礎：即雜種優勢是因物種具有潛在的變異性，在有性雜交過程中，由于細胞核遺傳異質，而變為活躍的激發變異。其遺傳變異強度因素能表達到什么程度，則受容量因素影響。遺傳變異性狀的表達，依細胞質遺傳變異顯性力而轉移，這一新理論既有對孟德爾理論的繼承和發展，也有揚棄和突破，“是從經典遺傳學角度，思考一直困惑遺傳學家的問題”。

　　他，就是藍天柱——一位默默無聞的中國老知識分子。曾經為了研究，為了生計而去賣冰棍。

　　但遺憾的是，他的這一理論因為這樣或那樣的因素，至今還并沒有得到更加廣泛的認知……

　　——題記

　　“孟德爾只說對了一半兒”

　　最近，一則講述廣東惠州一位叫藍天柱的老知識分子鍥而不舍幾十年，進行作物雜交遺傳研究的采訪線索放在我的辦公桌上，頓時，我深深地被這位“賣冰棍的科學家”的事跡所感動：他的研究成果到底怎么樣？于是，我帶著一連串的疑問，開始了南下之行。

　　敲開藍天柱的家門，老人說正在等我。他告訴我，為了今天的采訪，前一天晚上他專門去征求女兒藍嵐的意見。怎么談，從哪兒開始談，都談些什么。我笑了。老人也笑了。

　　其實，我們之間的交談是在一種十分輕松的環境下開始的，而孟德爾則成了我們之間最重要的話題。

　　“孟德爾發現了哪些遺傳事實呢？”我問藍天柱。

　　他告訴我：第一，孟德爾發現所有的生物體內都存在著基本單位，今天稱為基因，遺傳特征就是通過基因從親代傳給了子代。在孟德爾研究的植物里，每項個體特征都是由一對基因決定的。這對基因來自于父本和母本雙方各一個。第二，孟德爾發現如果一對基因中的兩個不相同的話（例如，綠色種子為隱性，黃色種子為顯性），那么在通常情況下只有顯性基因才能在第一代中表現出來（在這種情況下指黃色種子）。但是隱性基因并沒有被毀滅，可能會傳給這個植物的后代。而每一個生殖細胞即配子（相當于人的精子細胞或卵子細胞）只含有每一對基因中的一個。至于一對基因中的哪一個出現在一個個體配子內，并且傳遞給后代，這完全是一個機遇的問題。總的來說，孟德爾認為，遺傳性狀決定于基因，而表達到什么程度則決定于基因的顯性和隱性。

　　而藍天柱卻認為，遺傳性狀決定于細胞核基因，但表達決定于細胞質遺傳變異顯性力。他給我舉了一個馬和騾子交配產生下一代的兩種不同結果的例子：如果馬做母本，產生的后代則是馬驢；如果騾子做母本，產生的后代則是騾驢。兩者的形態、耐力都不一樣。這樣，按照孟德爾的理論就解釋不通。但如果依據了藍天柱的新概念和理論，對此就能迎刃而解。因為馬驢和騾驢細胞核基因相同，細胞質來自于不同母本，其表現當然不一樣。“所以說，孟德爾只說對了一半兒！”他補充道。

　　孟德爾的“豌豆試驗”

　　孟德爾首先從許多種子商那里，弄來了34個品種的豌豆，從中挑選出22個品種用于實驗。它們都具有某種可以相互區分的穩定性狀，例如高莖或矮莖、圓種皮或皺種皮、灰色種皮或白色種皮等。他通過人工有性雜交培植這些豌豆，對不同代的豌豆的性狀和數目進行細致入微的觀察、計數和分析。他酷愛自己的研究工作，經常向前來參觀的客人指著豌豆十分自豪地說：“這些都是我的兒女！”

　　8個寒暑的辛勤勞作，孟德爾發現了生物遺傳的基本規律，并得到了相應的數學關系式。人們分別稱他的發現為“孟德爾第一定律”和“孟德爾第二定律”，它們揭示了生物遺傳奧秘的基本規律。

　　除了豌豆以外，孟德爾還對其他植物作了大量的類似研究，其中包括玉米、紫羅蘭和紫茉莉等，以期證明他發現的遺傳規律對大多數植物都是適用的。孟德爾清楚自己的發現所具有的劃時代意義，但他還是慎重地重復實驗了多年，以期更加臻于完善。1865年，孟德爾在布魯恩科學協會的會議廳，將自己的研究成果分兩次宣讀。第一次，與會者禮貌而興致勃勃地聽完報告，孟德爾只簡單地介紹了試驗的目的、方法和過程，為時一小時的報告就使聽眾如墜入云霧中。第二次，孟德爾著重根據實驗數據進行了深入的理論證明。可是，偉大的孟德爾思維和實驗太超前了。盡管與會者絕大多數是布魯恩自然科學協會的會員，其中既有化學家、地質學家和生物學家，也有生物學專業的植物學家、藻類學家。然而，聽眾對連篇累牘的數字和繁復枯燥的論證毫無興趣。孟德爾用心血澆灌的豌豆所告訴他的秘密，時人不能與之共識，直到孟德爾逝世16年后，“豌豆實驗”論文正式出版后34年、他從事豌豆試驗后43年，預言才變成現實——1900年，成為遺傳學史乃至生物科學史上劃時代的一年。從此，遺傳學進入了孟德爾時代。

　　用筆和算盤推導幾萬個數據

　　藍天柱早年就讀于廣東省法商學院工商管理系，新中國建立以后，院校合并，廣東省法商學院工商管理系并入了中山大學。后作為調干生，進入天津南開大學生物系。

　　畢業后他分配到河北省農業科學院作物生理研究室，擔任該室籌建負責人。一邊籌建試驗室，一邊開始作物生理生化課題的研究。1962年就開始在省級和全國學術刊物上發表專業論文。以后幾年，連續發表了多篇專業論文，并完成了《糖代謝與冬小麥越冬和寒害》的專著。

　　那時期，孟德爾－摩爾根學派被認為是唯心的、反動的；米丘林學派被認為是唯物的、革命的。

　　藍天柱不迷信這一套，也不能接受這一套。他認真閱讀他們的不同理論，去分辨誰有理，誰無理。他發現，孟德爾－摩爾根學派的發言，確有實驗根據，所說的基因確實存在，涉及遺傳學本質。孟德爾堪稱為現代遺傳學的始祖。米丘林學派的發言，也有試驗根據，所論只是外部環境的關系，沒有涉及到遺傳學本質。米丘林是實踐家、育種家，但決不是遺傳學理論家。

　　“下鄉”冒險做“黑試驗”

　　上個世紀七十年代初，他來到唐山，當時正是“文化大革命”中期，許多科研單位受到沖擊而停辦或解散，科技人員挨批、挨斗、挨整而被遣散或下放到農村。他和當時所有的知識分子一樣，感到過人生的失落，被關入了“牛棚”。后來，被下放到唐山市東礦區農業技術推廣站，擔任農業技術推廣員。在這樣的條件下，他調整了自己的心態，找到了新的支撐點，使他再一次振奮起來。

　　這支撐點，就是從作物生理生化的研究，轉入數理遺傳的研究。這無需生理生化那樣的設備條件，只需有土地、一把尺子、一具算盤和一臺十分之一的天秤，就可勉強為之。在農村基層，這樣簡單的條件還是有的。在那時，他還是重病之軀，經常便血，醫生診斷為十二指腸潰瘍，并疑為胰頭癌，醫生建議他全休半年，但他一天也沒有休息。在唐山除承擔農業技術推廣任務外，就做數理遺傳的研究。當時，要做這種研究，被認為是脫離實際，為資產階級老爺服務。一旦被發現和揭發，就要被指責為搞“黑試驗”，又要挨批、挨斗、挨整了。這是一個極危險的選擇，但他甘冒這樣的風險。

　　在農村基層一個小試驗基地里，他精心安排了這項試驗。對外，則說是“為鑒別和篩選種子”。當然，只有他自己知道，是進行數理遺傳研究。他也覺得在農村基層做這樣的研究和試驗，比之在科研單位更安全和有利。因為，在科研單位，即使黑著干，也難避開那些領導人和某些所謂“雪亮”的眼睛。很快就會被認為是“毒草”，滅絕鏟除。在農村基層則較易掩蓋，如掩蓋得好，也許還會被當作“香花”，而得到農村基層領導的支持。

　　這樣，干到第三年，最后離完成試驗任務還差幾天的時候，他暈倒在田間地頭，被送到醫院。在醫院住了八個月，藍天柱利用這個時間整理完了所有試驗數據。他從書架上取來4大摞材料，這是他一生的心血。他告訴我：“這三年時間，做了108個雜交組合試驗。又用了一年多時間，用筆和算盤推算出了幾萬個數據，用數學推導的方式解釋了遺傳學中存在的一些問題。”

　　小窩棚里完成科研大作

　　就在他準備動筆寫書的時候，那場震驚世界的唐山大地震發生了。一夜之間，唐山成了人間地獄。僥幸逃生的藍天柱，救出了親人和鄰居，挖出了放資料的箱子，開始并完成了專著《作物雜交F1數量性狀遺傳》的寫作。他告訴我，他寫這本書，是在地震后的小窩棚里。他回憶道：“就是這樣一個窩棚，全家人都在，一個小篷子底下放幾塊板，就這么睡覺過夜，我就是趴在地上開始我的寫作的。我愛人說，‘你白天忙了一天，晚上又在地上寫，會油盡燈滅哦！’我跟她說，多寫一個字就是一滴油，油越多，燈點得越旺！我除了在家里窩棚寫，我送老人到遼陽去治病的時候，孩子得了瘟疫，我陪她去醫院里的時候，我送孩子南下回故鄉逃避瘟疫的時候，病房里、車站里、火車上、朋友家中，到處都是我的寫作場所。不論火車呼隆呼隆得響也好，還是外邊敲鑼打鼓也好，都影響不了我的寫作。”只用了一年時間，便完成了一部二十萬余字的科研專著《作物雜交F1數量性狀遺傳》的初稿。

　　22年后專著才出版

　　我發現，他和孟德爾的境遇有著某種相似之處：孟德爾的“豌豆實驗”中所確立的理論，一直被埋沒了35年之久；藍天柱呢，他的《作物雜交F1數量性狀遺傳》研究成果，直至22年后的1998年10月，在惠州政府的資助下，才得以自費在廣東科技出版社出版。孟德爾逝世16年后，也就是，他的“豌豆實驗”論文正式出版后的34年、他從事“豌豆試驗”后的43年，其預言被荷蘭的雨果·德·弗里斯、德國的卡爾·考倫斯和奧地利的埃里克·馮·車爾麥克——來自歐洲的三位不同的科學家，在獨立工作的環境中，卻都意外地發現了孟德爾的文章。他們每人都各做著自己的植物實驗，每人又都獨自發現了孟德爾定律，而每人在發表自己的結果之前都在查閱文獻中找到了孟德爾的原文。又都認真地引證了孟德爾的論文，用各自的實驗結果證實了孟德爾的結論；而藍天柱的“數量性狀遺傳”理論發表已7年，到現在卻還并沒有引起理論界的注意。

　　藍天柱對我說：“我等待著。”

　　但我卻從73歲的藍天柱先生那凝滯的眼神中，發現的是一種深沉、奮爭且無奈的期待……

　　彌補經典理論不足

　　藍天柱的《作物雜交F1數量性狀遺傳》研究成果在當今生物遺傳領域到底是一個怎樣的水平？在生物遺傳領域已進入基因時代和所謂的“克隆”時代的現在，作為生物遺傳學基礎理論研究的這個成果在21世紀的農業生產實踐中，又有怎樣的價值和地位？為了尋找到答案，我帶著這些問題，在遺傳學界開始了新的尋覓。

　　思考了遺傳學家一直困惑的問題

　　在中山大學生命科學學院馬文輝堂會議室里，作為藍天柱《作物雜交F1數量性狀遺傳》研究成果專家推薦意見匯總人的金立培教授，聽說我是專門為藍天柱的事情來的，十分感慨。他說：“我與藍天柱先生并不認識，他是南開的，我們樓里也有一位南開的。我看了藍先生的成果，我也搞過育種，看了他的書很親切。不得了哇。百多個雜交組合實驗，數以萬計的數據。要知道，這是在唐山大地震后的棚子里，用算盤，一個珠子、一個珠子地打出來的。做到這一步，他不簡單呀！”金立培教授顯得很激動。

　　他接著說，我是誠懇推薦藍天柱先生的研究成果的，并建議上級有關部門對于一個淡泊名利，在艱苦卓絕環境下追求科學真理的學人和他的理論建樹予以褒獎。他是通過生物統計的辦法，從經典遺傳學的角度出發，而不是從分子遺傳學的角度看這個問題。要知道，直到現在，我們啃了一輩子的經典遺傳學說理論，都是相互矛盾的。藍天柱先生就是從經典遺傳學的角度，思考著使遺傳學家們一直感到困惑的問題。他說，《F1數量性狀遺傳研究》和《作物雜交F1數量性狀遺傳》是藍天柱先生傾畢生精力，在非常時期和非常研究條件下獨立完成的重要研究專著，是酸、甜、苦、辣澆灌的“奇葩”。他是“奇人”，他的這部書是“奇書”。

　　金立培教授認為，藍天柱的主要貢獻在于“突破了經典遺傳學關于細胞核的顯、隱性基因決定遺傳性狀表達的傳統觀念，提出了遺傳性狀決定于細胞核基因，但其表達的程度有賴于‘細胞質遺傳變異顯性力’這一全新的理念，解決了理論與實踐嚴重脫節的難題，實現了‘質量性狀’和‘數量性狀’原理下的統一。”他還告訴我，按照新的概念和統計學推導、建立了F1數量性狀遺傳方程式，并根據觀察和研究，他敏銳地將F1數量性狀遺傳綜合為八種現象，從而發現了等親律、超親律、弱親律、居親律、均親律、超均親律、弱均親律和偏親律等八條規律，且都可在F1方程式AB回歸線上定出點位或線段。從而，成功地對包括數量性狀和質量性狀在內的各種遺傳變異現象做出了合理的解釋，彌補了經典遺傳學關于數量性狀遺傳理論上的不足。

　　縮了育種周期節約人力物力

　　“這個成果在21世紀的農業生產實踐中，又有怎樣的價值和地位呢？”我問。

　　金立培教授的回答是肯定的。

　　他說，藍天柱先生這一新概念的形成和方程式的歸納，是建立于高粱、玉米數以百計的雜交組合和數以萬計實驗數據的統計分析基礎之上，理論源于實踐又能服務于實踐，既可以綜合不同地域、不同年份、不同生長條件下，雜交的各種實驗數據資料，又能對各種條件下的未知雜交后代進行預測。這正是藍天柱先生理論生命力所在，合理利用這一原理來指導雜交育種及雜種優勢利用，可望人們在實踐中少走彎路，避免盲目性，從縮短育種周期，節約人力物力，其社會效益和經濟效益是不言而喻的。

　　中國工程院蓋鈞鎰院士則指出，藍天柱先生的研究成果發展了與經典遺傳學研究方法不同的道路去探討F1、母本和父本三者關系，其特點是以母本為基底（因雜交種子長在母本植株上），然后考慮父本遺傳物質加入后所產生的變化，因而引進了“母本抗變異力”、“父本引入變異力”、“父本激活母本潛在變異力”以及“遺傳變異顯性力”等概念。由此提出了F1相對方程式，以及其在多種情況下的變化，并通過線性回歸方法，提出了可由實驗數據估計潛在變異力、遺傳變異顯性力等參數，并進行顯著性測驗方法。

　　記者在一份8頁紙的《查新結論和推薦專家評審匯總》中，發現專家們不無遺憾地還寫道：“由于種種原因致使該項研究滯后問世，的確是一件遺憾的事。實踐是檢驗真理唯一標準，該理論成果不應束之高閣，有待于推廣應用并在科學實踐中接受考驗。”文件沒有注明日期，估計大致在2003年3月底左右。

　　期盼新作出版不要再等20年

　　《作物雜交F1數量性狀遺傳》初稿完成后，很多出版社表示愿意出版藍天柱的專著，可是要交納一萬塊錢的出版費。藍天柱當時的月工資是160塊錢，根本出不起。1998年，在一些朋友的幫助下，藍天柱爭取到了惠州市政府提供的一些科研基金，他的專著終于在廣東科技出版社出版，但沒有引起學術界的注意。

　　之后，藍天柱先生將這部22萬字的專著縮寫成了一篇2萬多字的論文《F1數量性狀遺傳研究》，投給了我國最具權威的一家遺傳學雜志社。只因藍天柱既無單位，又無基金資助，當眾拒收，后在眾人勸說下才勉強收下，很快又退稿。隨退稿信還附了一位專家的意見，武斷地稱：“本文若稱為科學研究，也只是與世隔絕的魯賓遜式的研究，作者不但不了解該領域在國際上的研究，也不了解國內的研究成果。”之后藍天柱轉投《生物數學學報》，經審核認為是基礎理論研究的原創之作，破例以特長版面提前發表。

　　像這樣一位從基層退休了的老知識分子，特別是像他這樣潛心從事基礎理論研究的人，在科研成果的申報中，也是屢遭磨難。1998年他的專著《作物雜交F1數量性狀遺傳》出版后，他就向惠州市科技主管部門提出要求鑒定，他無數次提出，但得到的回應都是“研究研究”，這一研究就是五年。后經專家推薦，科技主管部門才勉強受理報獎，但都落選了，又說不出任何理由。送省市的14冊資料，28本專著，連“尸首”都找不到了。

　　老人很氣憤。擺在眼前的幾尺高的東西，猶如他的生命。

　　他的女兒藍嵐告訴我，父親具有雙學歷、高級職稱。1992年從惠州的一個國營工廠退休，當時，每個月只能領到300元退休金，10年后增至400多塊，現在從社會保險機構能拿600元。為了他的研究，他做過小生意，開電話亭兼營小食品，還賣過冰糕。現在，他生活艱辛，但他的研究一直沒有停止。他用了一年的時間，又完成了一部科研專著《遺傳變異與表達新概念》，他只有一個希望，這35萬字的研究成果不要再等20年后才能出版面世。

　　當我離開藍天柱的家門，我浮想聯翩，腦海中不停閃現的，是雜交，是數量性狀遺傳，是那個F1和孟德爾的“豌豆實驗”……

　　與此同時，一個令人思考的問題是，國家在對科研投入機制上進行著大刀闊斧改革的同時，如何把民間學術研究納入制度改革的視野，民間的學術研究成果的認定、評審到底應該由怎樣的一個渠道完成？

　　藍天柱簡歷

　　藍天柱，高級農藝師，具雙學士學位。1932年出生于惠州。1949年到中山大學工商管理系求學，后又考到南開大學生物系專攻植物生理和遺傳。1958年畢業，分配到河北省農業科學院，負責籌建作物生理研究室，并擔任該室負責人和研究課題主持人。上世紀70年代初，被下放到唐山市東礦區農業技術推廣站，期間親歷唐山大地震。1987年回到惠州工作。一生主要從事農業生物學研究等工作。1992年從惠州一國企化工廠退休。著有自然科學專著兩部：《糖代謝與冬小麥越冬和寒害》和《作物雜交F1數量性狀遺傳》。

　　格雷戈爾·孟德爾（1822－1884）

　　現代遺傳學之父，經典遺傳學的奠基人。1822年出生于奧地利境內的海因珍多弗鎮，現為捷克斯洛伐克的一部分。從1856年起開始進行植物育種實驗。1865年推導出了著名的遺傳學定律，次年成果發表，題目是“植物雜交實驗”。在他從事“豌豆試驗”后的43年，其預言才被承認。