分裂是细胞繁殖的唯一途径吗？——我国科学家发现“细胞重建”现象 [复制链接]

第5版()
专栏：

分裂是细胞繁殖的唯一途径吗？
——我国科学家发现“细胞重建”现象
王谷岩
自然界中的一切生物体，尽管分类范畴不同，形态千差万别，它们的基本结构与功能单位是相同的。这个基本单位就是细胞。
生物个体从生殖细胞开始，发育生长，由小到大，主要是细胞的繁殖增生和分化的结果。
细胞是通过什么途径进行繁殖增生的呢？早在一百多年以前，人们就已经发现，生物体的一个细胞能够分裂成为两个子细胞，两个子细胞再继续分裂变成四个新细胞。如此继续分裂，每分裂一次细胞数目就增加一倍。从而生物学界就认为，细胞是以分裂方式繁殖增生的，而且认为分裂方式是细胞繁殖增生的唯一途径。细胞分裂成了细胞学说的重要内容，在此基础上发展了细胞学理论。
然而，对于这个生物学界长期以来坚信不移的结论，我国著名生物学家贝时璋教授却以实验观察为依据提出了新的看法：除了细胞分裂，细胞繁殖增生还有另外一条途径，那就是“细胞重建”；“细胞重建”是细胞自组织、自装配过程，是生命世界客观存在的现象。
早在三十年代初，贝时璋教授在浙江大学生物系任教期间就已经发现，在一种中间性丰年虫的卵母细胞中，能够以细胞质中的卵黄颗粒为基础，通过自组建过程形成新细胞。一般是先由卵黄颗粒形成“裸核”，“裸核”再包以细胞质和细胞膜成为完整的细胞。细胞的这种繁殖增生方式，用传统的细胞分裂理论是无法解释的，贝时璋教授把它称为“细胞重建”。由于当时历史条件的限制，细胞重建现象的研究论文直到1942年才得以发表。在这篇题为《关于丰年虫中间性生殖细胞的转变》的研究论文中，贝时璋教授明确指出：“中间性丰年虫，当其性转变时，不仅长成的卵母细胞以卵黄颗粒为基础重建细胞，生长中的幼小细胞也能进行细胞重建。”这样，在生物学发展史上就第一次提出了细胞重建的理论。
细胞重建与细胞分裂，在方式上存在明显差异。细胞重建过程，细胞的各组成部分不是同时形成的。细胞分裂则是细胞主要成分都同时一分为二。细胞重建常会出现多核体，分裂出来的子细胞则只有一个细胞核。细胞重建过程，在母细胞的细胞膜破裂之前，子细胞与母细胞同时共存，且不同的新核及新细胞可处于不同发育阶段。细胞分裂时，则子细胞都有相同组成，处于相同发育阶段，子细胞形成了，母细胞也就不存在了。
为了进一步探索细胞重建的奥秘，中国科学院生物物理研究所于1970年建立了“细胞重建研究组”，在贝时璋教授指导下重新开展工作。经过十多年的研究，他们在丰年虫卵母细胞、鸡胚细胞、小鼠骨髓细胞以及沙眼衣原体原核细胞中都广泛地观察到了细胞重建现象；同时，又以提纯的鸡胚卵黄颗粒作材料，进一步证实其中确实存在构成细胞核的主要物质——染色质，从而探明了细胞重建的物质基础。卵黄颗粒中存在染色质，这是生物学发展史上的第一次发现。
细胞重建理论的提出，对自然界细胞发展规律重新作了科学的检验。细胞重建的进一步研究，可能会对未来生物学的发展产生重大影响。地球上的原始生命，不可能一出现就具有细胞那样的复杂形态，总有一个从较为简单的生命形态发展为细胞的过程，这就是所谓“细胞起源”。贝时璋教授指出，细胞重建现象可能就是地球上细胞起源过程遗留在现代生物体内的缩影，地球上的细胞起源可能是一个漫长的自组装过程。贝时璋教授认为，通过细胞重建的研究，从中还可以充分了解到细胞重建与细胞分裂的关系以及两者的本质区别，从而可以更有办法去改变细胞的品质，培育优良性状，同时也可以指导在人工条件下进行细胞的生物合成，为生物学的理论和实践作出贡献。