三牛平台怎么样?一只名为“小茶缸”的小鸡在网络迅速走红,因为它有着一个相当独特的身份中国首例无壳孵化的小鸡。在央视《加油!向未来》第三季节目亮相后,“小茶缸”相关视频观看量已突破1.7亿。在看过了完整实验过程后,网友们公认它是拥有“史上最强求生欲”的小鸡,并且纷纷大呼:真是“科技改变命运!”
拥有“最强求生欲”的小鸡,可不止这只“小茶缸”。关于无壳孵化技术,可以追溯到上世纪60年代,在早期的尝试中,科学家就能让鸡胚存活几天。科学家一直在尝试无壳的胚胎培养,因为在发育生物学和胚胎学的研究中,鸡胚在壳内发育,观察、实验均极不方便,体外无壳培养则可以克服这些缺点,更有利于教学,可以直接观察胚胎的发育。
1971年,《家禽科学杂志》(Journal of Poultry Science)上刊登了关于在人工膜中孵化鸡胚的论文,作者本是为了研究双黄蛋在免疫遗传学上的特性,所以设计了一套无壳孵化的方法。他将鸡胚放入聚乙烯材料中,并悬空固定在烧杯中,以此观察鸡胚的发育。此后无壳孵化的形式均与之相似。
值得一提的是,1974年,一名美国高中生在自家的地下室里尝试了无壳孵化实验,自己设计了一套利用塑料装置培育胚胎的方法。从此这种简单、直接的方法在生物教育领域大放异彩。到了上世纪90年代,已经有完整的高中课程可以让学生自己进行鸡胚体外培养实验。
不过,这些胚胎培养不能真正地孵化出小鸡。科学家在上世纪80年代还只能让小鸡胚胎存活18天。鸡胚要经过21天的孵化,小鸡才能破壳而出。而孵化的磨炼就在18天时,此时鸡胚开始利用肺部呼吸,需氧量逐渐增大,二氧化碳排出量逐渐增多。即便一般的培养,若通风不顺,细胞代谢过程也会受到阻碍,结果就会变成“毛蛋”。
现代孵化技术也正在18天时落盘,把种蛋从孵化机转移到出雏机上,给予更适合的环境,准备小鸡的诞生。当然,小鸡孵化失败的原因还有温度、湿度的影响,寄生虫、细菌也难辞其咎。同时,缺钙也是导致胚胎发育迟缓的原因之一,导致无法出雏。
孵化是门学问,要在无壳条件下顺利孵化更是不容易。不过这没难住爱丁堡研究所的Perry,他首次完成了鸡受精卵完全体外培养,成功孵化出小鸡。他开创了一种三期培养体系,先取得了单细胞受精卵,然后分别在胚盘发育期的子宫期、1到3天的胚胎,和3到21天的体外期三个不同的培养体系中连续培养,经历了21天的“折磨”,有7%的小鸡成功出壳。他的成果最终发表在国际顶级期刊《自然》上。但他的实验也并非完全无壳,他在第三期的实验中依然使用了代替蛋壳。
此后科学家通过各种材料制成容器来提高孵化率。移花接木般的各种代用蛋壳登上舞台,科学家把鸡胚放入鸭蛋壳、火鸡蛋壳等,都成功地孵出了小鸡。试验的成功也证明了禽类胚胎可以用其他禽类物种的蛋清和蛋壳。
真正的无壳孵化中,早期只有鹌鹑成功孵化出来。1998年,科学家在玻璃杯中进行鹌鹑胚胎的体外培养,用透气的特氟龙膜封口,并加入了蛋壳粉末和乳酸钙,最终鹌鹑茁壮成长。可是,使用非蛋壳器皿进行体外培养的孵化率很低(只有43%),低于代用蛋壳体系(孵化率80%以上),所以已经很少使用了。
在20世纪八九十年代,无壳孵化也形成了一种竞赛,世界各国科学家都有研究无壳孵化技术,如今技术已经相当成熟。时间转眼来到2013年,几个日本高中生和鸡蛋较上了劲。其实,他们的生物老师堪称无壳孵化专家,教学之余研究相关问题达30年。
为了提高非代壳孵化的孵化率,他带领高中生开始进行无壳孵化实验。他们用了一个塑料杯和透气的保鲜膜,并加入了乳酸钙;在18天时加入了纯氧,最终成功在21天孵出了小鸡,孵化率高达57%。实验也有对照组,未加氧气的从实验第一天开始就不断死亡,最后没有一只小鸡孵出。
他们的实验在2016年时登上了日本综艺节目,随后在网络上传播,引起网友们广泛关注。我国网友看过视频后,在感叹生命奇迹的同时,也在讨论日本高中生的实验是真是假。腾讯科学抓住了这次难得的科普活动机会,联合中国科普博览,邀请中国农业大学李赞东教授,进行了一场“复原”实验,为网友解答无壳孵化这种神奇的技术是否真正存在。
李赞东教授是发育生物学专家,也是我国首位进行鸡胚胎代壳培养的学者。1990年,当时还是博士后的她带领硕士生,在极其简陋的条件下,成功地完成了我国首例鸡胚代壳孵化。
在这次鸡胚孵化实验中,李赞东教授使用了两种模式,一种是类似日本高中生的保鲜膜的方法,另一种则是代用蛋壳的方法,使用了鸭蛋壳。使用保鲜膜的鸡胚在14天时几乎全军覆没,失败的原因正是缺少钙的摄入(本次实验中并未重复日本高中生的方法)。而另一批小鸡最终在21天成功从鸭蛋壳中诞生。
遗憾的是,这次的实验验证并没有解决能否真正无壳孵化小鸡的问题。日本高中生的实验是否真实,甚至牵扯到了学术造假的问题,在知乎上引起了大讨论。也有网友自行实验,均以失败告终。众所周知,生物学上的实验难以完全复原,所以完全无壳的实验也成了“疑案”。
▲在综艺节目中三位日本高中生展示 了她们的无壳孵化实验,但因为是摆拍操作不规范,广大网友纷纷表示实验难成功(来源: 腾讯视频)
《加油!向未来》节目团队辗转找到了李赞东教授,开启了新一轮的实验。为了全面还原此次无壳孵化小鸡实验,工作人员进行了21天全方位无死角的拍摄揭秘,最后“小茶缸”登上了第三季第一期节目。
如今,鸟类无壳孵化已经在生物工程学领域有了很大的发展,对于转基因鸡类有效繁殖、胚胎操作等都有直接帮助。中国农业大学李赞东教授说:“我们可以制备人类疾病模型、心血管研究模型,以及药物筛选的模型等,还可以研究环境污染物质对胚胎发育的影响,这将为人类的健康、疾病的预防和治疗提供科学依据。”■
除了探访这只“最强求生欲”的小鸡,科学通讯社小记者还在《加油!向未来》第三季节目录制现场参与了更多的拍摄环节和专家采访,来看他们“来自前方”的报道。
经过前期的层层选拔,我有幸成为北京科技报科学通讯社小记者,与其他四位优秀小记者一同来到河北省大厂影视基地,参与央视《加油!向未来》第三季节目现场录制及采访。
在首先开始的新闻发布会上,来自央视各部门的领导纷纷讲述了第三季《加油!向未来》节目的特色与目标,表达了深耕科学文化氛围的愿望与决心,令在场观众充满期待。我第一次发现,一档节目背后,竟有这么多团队、这么多各领域的工作人员忙于其中,策划、安排、实施,每一个步骤、每一点细节都凝聚着台前与幕后工作人员的汗水。
下午,我们进入了节目的录制阶段,深受观众喜爱的主持人撒贝宁与尼格买提饱含激情地宣告节目开始。整个节目的录制过程再一次颠覆了我的想象,若不是身临其境,我从未设想过拍摄过程的艰辛。整个过程中,对某个拍摄角度的反复定位、嘉宾回答问题的音量语气、现场道具布置的精准调整、观众秩序的维持与氛围的创设都可能带来节目某一个部分的重新录制, 主持人要在如此复杂的因素中去营造最佳拍摄效果,无论是幕后的工作人员、台上的主持人还是场下的观众,都不断经历着拍摄画面的反复配合直至满意。原来,我每周在电视机上看到的一个半小时的节目,竟经历了如此艰苦的拍摄过程。
在一下午的录制过程中,我还增长了很多其他方面的知识。其中,最叫人激动的莫过于我们观看了我国第一只无壳小鸡的孵化过程,再有10天就孵化成功了!小鸡加油呀!
这次亲临现场,使我深刻感受到了一场节目的台前与幕后竟有如此大的差异。台前的光鲜凝聚了太多幕后的艰苦付出。其实,反观我自己,作为一名科技小记者又何尝不是如此呢?今天来到《加油!向未来》节目现场,有多少人对我们羡慕、敬佩,其实,为了这一次来到“台前”,我们都在幕后做了无数精心准备。这次参加小记者选拔,在稿件撰写阶段,我经历了资料的查阅、信息的收集,照片的整理、文字的斟酌一系列过程才赢得了稿件的脱颖而出。在面试阶段,我经历了备稿、熟悉、脱稿的过程,一遍遍练习、模拟,才有了面试现场的从容不迫。正如古人所云:台上一分钟,台下十年功。这一次,我才深深地体会了这句古语的内涵,这也是科通社培训中,老师反复强调的吃苦耐劳的精神吧!
2018年暑假期间,电视科普节目《加油!向未来》第三季在全国热播。电视上播出的那些科学实验,实验结果常常出乎人的意料。但经过科学家的分析,实验结果似乎就应该是这样的,似乎又是可以预测的,这是怎么回事呢?
8月22日,作为科学通讯社小记者,我带着心中对于科学的疑问,采访了《加油!向未来》背后的科学家团队。
吴宝俊博士在节目中主要负责为抢答环节出题,那些让选手们和电视机前的观众们烧脑的科学问题,很多出自他的手中。吴老师毕业于中国科学院物理研究所,现在中国科学院大学任教。他说到,科学是一个很庞大的体系,中间还有很多的小分支,而每一个小分支的学习方法都是不一样的。比如数学、物理这一类的学科,需要很强的逻辑性,要从最基础的概念开始学,循序渐进,就像盖高楼一样,一步一步地把地基打好,一层一层地往上盖,不能拔苗助长。
不过,每个人的逻辑思维和资质是不一样的,学习速度也不一样。最关键的是搞清楚自己的天赋在哪里,然后顺着自己的天赋和兴趣点去培养,用这样的方法去学习。吴老师还认为,如果想成为比较杰出的人才,至少要花费超过1万小时的学习时间,并且这个定律在任何领域都基本适用。
曹则贤教授是在《加油!向未来》第三季节目中出镜的科学家,那些实验背后的科学原理基本都是由他来揭示的,被很多小朋友戏称为“曹神”。对于我的问题,曹老师说,无论干什么,首先都要勤于观察。然后尽量把观察到的现象记录并描述出来,再加以研究。
当然,还有些领域是纯粹的知识,这就需要我们去接触和广泛的阅读,来积累大量的知识和经验。就像博物学、动物学和植物学的很多基础内容,需要依靠记忆和分类,这和数学物理是不一样的。
听完两位老师的话,我似乎有些明白了。原来科学是一个大概念,里面还有很多小体系。对于不同的体系,要采用不同的研究方法,并没有适用于任何体系的统一方法。科学的目的是探索自然,只有遵循一定的方法,才能得到正确的结论。
“加油向未来,你的前方是星辰大海,出发,趁现在,你的起点是脚下的时代” 伴随着动听的歌声和观众们的欢呼声还有响亮的掌声,主持人小撒,小尼神气地走了出来。
8月22日,我们五名北京科技报社科学通讯社小记者来到《加油!向未来》第三季节目录制现场,并采访了节目常驻嘉宾曹则贤老师,创始团队中的吴宝俊老师和陈征老师。
曹则贤老师是位五十多岁的老教授,因为他要为大家解释那些不懂的物理问题,所以每次录制前他都要做充足的功课预习,就像我们考试前要复习一样。他每天晚上都读书,不断地积累知识和经验。用曹老师自己的话说就是“活到老学到老”。
通过了解他的经历,我感觉书籍不再枯燥了,同时也激发了我对知识的兴趣。在采访过程中,我们想知道怎样才能学好科学。曹老师和吴老师给出了一个让我们“很诧异”的答案:“现在的小学生就是需要玩,充分地接触大自然,才能感受到生活处处是科学!”
尽管几位老师现在都已经有了很大的成就,但他们还是不断地加油,加油,再加油,努力营造更美好的未来。我们更不能落后!■
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