植物學博士走進懷柔,引導學生將科學家精神作為探尋世界的路標

雜交水稻難在哪兒?青蒿素是如何發現的?為何要收集種子? 近日,北京市科技教育中心(北京市科學技術協會黨校)「弘揚科學家精神」系列活動走進懷柔區廟城學校。中國科學院植物研究所植物學博士史軍以植物為媒傳遞科學力量,現場分享了袁隆平院士「禾下乘涼夢」、屠呦呦提取青蒿素、鍾楊收集種子的科研故事,帶領學生們在植物中開啟科學探索,鼓勵學生們要有執著的信念,讓科學家精神成為指引自己探尋世界真相的路標。

中國科學院植物研究所植物學博士史軍分享科學家們的故事。 馬然 攝中國科學院植物研究所植物學博士史軍分享科學家們的故事。 馬然 攝

從水稻到青蒿素,史軍講述科學家的科研故事

「同學們,我想問問大家,在你們的想像中,科學家的形像是什麼樣的?」講座伊始,史軍用一個小問題跟學生們互動。在聽到學生們五花八門的答案後,史軍表示,不少人認為科學家就是留著爆炸頭、戴著眼鏡、穿著白大褂的人,這屬於對科學家的刻板印象,「今天,我想用三位科學家的真實研究故事來告訴大家,科學家是一群什麼樣的人、他們究竟在做什麼工作,他們的研究對我們的生活有哪些直接影響。」

當「雜交水稻之父」袁隆平,青蒿素發現者屠呦呦和「時代楷模」植物學家鍾楊的三張圖片出現在大屏幕上,不少學生迅速認出了這三位科學家。史軍從雜交水稻為什麼能夠推進我國糧食產量的發展講起,告訴同學們雜交是為了獲得不同物種的優勢,但水稻雜交存在很多困難,「第一是與水稻的花的結構有關。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,自花授粉以後產生的種子沒有雜交的優勢特點。」

如何解決水稻雜交授粉問題?有學生提出,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,一畝地有無數株水稻,一個一個地揪(雄蕊)很難揪完。」在解釋了這一方案實施的困難後,史軍話鋒一轉,「不過不要低估了科學家的執著,真的有科學家這樣做過,只是最終沒有獲得成果。水稻雜交是不是就進入死胡同了?這個時候袁隆平院士開闢了一條新道路。」

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,他另闢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,但最初的雜交水稻並沒有如大家想像的那樣長得更高更壯,這可能是「近親繁殖」帶來的麻煩。「科研的道路並不是一帆風順的。」但袁隆平從未放棄,他又發現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。

「科學的發展會有一些機緣巧合,但也正是因為很多科學家的堅持,科研工作才有了進展。」史軍告訴學生們,袁隆平的科研之路為雜交水稻指明了方向,目前科學家們正在通過基因編輯等更多的方式獲得雄性不育水稻。

屠呦呦發現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,而是這個區域傳染病十分厲害。而青蒿素的發現,挽救了無數瘧疾患者的生命。

屠呦呦進行了無數次實驗,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誌願者。史軍告訴學生們,「科學家在很多時候都是有很強的奉獻精神的。屠呦呦先生獲得盧保獎的時候還說‘這不是我一個人的榮譽,是中國全體科學家的榮譽,大家一起研究了幾十年,能夠獲獎不意外’」

引導學生透過科研故事感悟科學家精神

史軍還講述了植物學家鍾楊的故事。「從2001年到2017年,鍾楊團隊在青藏高原採集了4000萬粒種子。」史軍告訴學生們,收集種子並沒有想像中簡單。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生物的多樣性,也可以延續人類的未來。

但在野外採集種子尤其是在青藏高原採集種子是一項艱巨的任務。採集種子有很多要求,比如每一個物種需要採集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。種子採集後也並不意味著工作就結束了,很多種子外面套著果皮,還要把果皮去掉。史軍現場還分享了鍾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展,一旦出現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系統。收集種子的工作關乎千秋萬代。」遺憾的是,鍾楊於2017年意外去世。但收集種子的工作並未停止,他的團隊仍在繼續。「就像鍾楊曾說過的那樣,‘任何生命都有其結束的一天,但我毫不畏懼,因為我的學生會將科學探索之路延續’」。

在講座最後,史軍表示,當提到科學家的時候,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,「但他們都有執著的信念,也許是一個小小的願望,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家,希望科學家精神都能成為指引你們探尋世界真相的路標。」

在當天的講座中,史軍用一個個小故事詮釋科學家的堅守與奉獻精神,用鮮活的案例讓學生們認識到科學家的研究與自己的生活息息相關。互動環節中,學生們踴躍提問,從「含羞草為何害羞」到「種子保存技巧」,史軍耐性地一一解答,現場氛圍熱烈。

本次活動由北京市科技教育中心(北京市科學技術協會黨校)在北京市科學技術協會的指導下聯合北京市懷柔區科學技術協會共同舉辦,是2025年弘揚科學家精神系列活動之一。今後,北京市科技教育中心(北京市科學技術協會黨校)將持續推進更多精彩的弘揚科學家精神系列活動,推動科學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