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《少年科学画报》

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伟大的发现与简单的方法

2015-11-26 14:54:31

如果你对科学史有一些了解,你一定会接触到太多太多“天才的发现或发明”,这些“天才的发现或发明”一定伴随着“高深的方法”吗?许多时候答案是肯定的,但也有许多情况下,改变科学进程的伟大发现仅仅来自于最简单的方法。


几锅热水与PCR仪

PCR仪是世界上几乎所有生物学实验室的必备仪器之一,它可以在生物体外通过人为控制一些条件来实现DNA遗传物质)的复制。在此之前科学家一直在为提取到的DNA数量过少,无法满足实验的要求而烦心不已,PCR仪的发明为生命科学研究带来了革命性飞跃,它的发明人凯利.穆利斯也在10年后获得了诺贝尔化学奖。可你知道吗,这个里程碑式发明的原理却非常简单,任何一个学过高中生物的人都有可能发明,实验材料也只是一支试管,几个加热器。

最初的PCR仪是这样的:几锅用加热器加热到不同温度的热水,一个人拿着装有DNA复制所需化学试剂的试管,依次在这几锅热水里水浴一定时间,之后DNA复制成了原来的两倍,并且每水浴一遍都会变成原来的两倍,一遍又一遍的水浴之后,DNA也就迅速复制达到人们所需要的量了。

凯利.穆利斯发明了一个机器,用它代替人工操作,这台机器逐渐演化成了现在的精密仪器PCR仪,谁能想到它的原型只不过是几台破旧的水浴锅而已。这个技术发表之后,许多生物学家跳脚连呼:“如此简单而又美妙的方法,我为什么就没有想到呢!”但科学就是这样,诺贝尔奖只会授予第一位发现者。


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坚持的力量

如果说PCR仪的发明还需要一点“灵感”的话,那么英国科学家约翰·苏尔斯顿关于秀丽线虫的研究则贵在坚持。

早在上世纪60年代,约翰·苏尔斯顿就发现线虫体积小、细胞少、透明便于观察等特点,于是几十年如一日的对线虫的发育进行观察,在没有计算机且显微技术还很落后的当时,通过肉眼在显微镜下观察并用手绘制出观察到的细胞分布的形式,最终完成1000个左右的线虫细胞从产生、生长发育到最后凋亡(死亡)的发育全动态,促使线虫成为研究细胞程序性死亡的经典 模式生物,对于癌症以及细胞周期问题研究具有重要的意义,他因此获得了2002年的诺贝尔生理学或医学奖。


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其实,早期的经典发育生物学家人人都会做切片,切片观察绘图是最经典也最常用的方法,但它机械、枯燥与无趣,于是很多人试图寻找更简洁方便的方法,然而约翰·苏尔斯顿默默做了几年的徒手切片并乐在其中,他有许多其杰出的成果,但最终让他拿到诺贝尔奖的是他对线虫发育的研究。一只鸭子烤了几百年便成了全聚德,一条虫子切了十几年成就了诺贝尔奖!这就是坚持的力量。

 

有的发现出奇的简单,简单到不可思议想象。神秘的基因居然是用酒精不小心洗出来的,青霉素的发现源于未清洗的培养基被一种未知的菌污染了。伟大的发现也许没有想象中的轰轰烈烈,也许来自简易的设备,基础的实验手段方法,但都少不了一颗敢想的头脑与踏实的行动,我们每个人都有机会。



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