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张宗炳

(图)张宗炳张宗炳张宗炳(1914年-1988年),浙江杭州人,中国近现代昆虫毒理学家,教育家。1934年获燕京大学学士学位,1936年获研究生院硕士学位,1938年获美国康乃尔大学博士学位。他在昆虫抗药性机制和治理的研究上取得了重大成果,完成中国第一部《昆虫毒理学专著》,是中国昆虫毒理学奠基人之一。他首先发现昆虫体内产生神经毒素——酪胺,首先提出粘虫迁飞假说,为中国昆虫科研事业作出了卓越贡献。

生平简介/张宗炳

(图)北京师范大学北京师范大学

张宗炳,1914年7月17日生于上海,祖籍浙江省杭县。16岁考入燕京大学生物系,主修昆虫学,1934年毕业获学士学位。同年得到中华文化教育基金会资助,指定研究河北定县梨树害虫及其防治,遂以此作为硕士论文题目;两年后完成论文,获硕士学位。1936年考取仅有的一名生物学庚款赴美留学奖学金后,入美国康奈尔大学攻读昆虫生态学;1938 年完成“周期性温度波动对春尺蠖滞育的影响”的论文,获博士学位。同年,在麻省理工学院短期进修后回国。回国后应邀到上海东吴大学生物系任教。当时上海虽已沦陷,但由于东吴大学地处租界,师生尚能勉强苟安。在其后4年中,他历任讲师、副教授、教授并曾兼任生物系主任。1941年12月太平洋战争爆发,上海租界也全部沦于日军铁蹄之下。张宗炳则随东吴大学南迁到广东曲江。数月后,他应聘到成都任燕京大学教授兼生物系主任。

抗日战争胜利后,张宗炳于1946年随燕京大学迁回北平,并转到北京师范大学任生物系教授。

中华人民共和国成立后,张宗炳一直在北京大学任教,先是任动物系教授;1952年高等学校院系调整,北京大学的动物系、植物系和清华大学、燕京大学生物系合并组成北京大学生物系,他在生物系继续担任教授。从1952年至1988年,曾兼任中国科学院动物研究所研究员、国家海洋局第一海洋研究所研究员和浙江农业大学植保系顾问教授。此外,还担任过中国养蜂学会特邀理事、顾问,中国农药学会理事、顾问,中国粮油贮藏学会顾问,中国粮油学会粮油贮藏专业学会名誉理事长,农业部农药检定所学术委员会委员,以及《海洋学报》编委等职。1988年1月10日因病逝世于北京。

个人简历/张宗炳

(图)张宗炳张宗炳

1914年7月17日 出生于上海。

1934年 燕京大学生物系毕业,获学士学位。

1936年 燕京大学研究生院毕业,获硕士学位。

1938年2月 美国康奈尔大学昆虫学系毕业,获哲学博士学位。

1938年2月-7月 在美国麻省理工学院进修。

1938-1942年 任上海东吴大学生物系讲师、副教授、教授兼系主任。

1942-1946年 任成都燕京大学生物系教授兼系主任。

1946-1949年 任北平师范大学生物系教授。

1949-1952年 任北京大学动物系教授。

1952-1988年 任北京大学生物系教授。

1988年1月10日 在北京逝世。

成就贡献/张宗炳

一、中国昆虫毒理学研究的奠基人之一

(图)美军在朝鲜北部和中国东北地区撒布细菌地域示意图美军在朝鲜北部和中国东北地区撒布细菌地域示意图

昆虫毒理学在30年代尚未形成一门独立的学科。40年代初,随着DDT等有机杀虫剂的问世,迫切需要研究各种科学的使用方法,以便迅速推广应用,昆虫毒理学逐渐发展起来。1942年张宗炳到燕京大学任教后,他便将自己的研究方向转到杀虫药剂学的研究,进而转到昆虫毒理学上,开始研究DDT对卫生害虫的防治。抗日战争胜利后,他在北京师范大学,得到英国帝国化学公司的资助,开展了DDT、六六六杀虫剂毒理研究,陆续发表论文多篇。其中代表性论文有:《DDT毒理的研究》(英文)、《DDT、六六六、Chlordan及Toxaphen 4种杀虫药剂对榆叶虫的毒性比较》。

1952年他作为兼职研究员参加了中国科学院昆虫所毒理室的研究工作。在抗美援朝战争中,为了防止因美军使用细菌武器引起细菌在中国东北地区的传播,他提出培养对DDT有抗性的家蝇以便研究消灭细菌办法的课题。经过3年的努力,终于培养出了一个抗DDT的家蝇品系。

1962年,张宗炳开展了昆虫不育性药剂方面的研究,希望从这里开辟害虫防治的新局面。他与各医学院、研究所等联系,收集了200余种新的化合物质(多数为抗癌药剂),进行筛选,发现其中有二三种对昆虫有效,特别是Thio-TEPA 的效力极强。这是中国首先发现的有效昆虫不育剂,并在家蝇、粘虫等进行了防治实验,收到了一定效果。但因这些不育剂都具有诱使基因突变,甚至有致癌的危险,从而终止深入进行研究与筛选。

农业化学防治中害虫抗药性的问题,一直引起学者们的关注。数十年来许多人开展了害虫抗药性的研究,其初衷是搞清抗性机制,并从机制入手彻底解决害虫的抗性。但这一努力并未获得预期的结果。到20世纪70年代末,有人提出抗性问题并不主要是昆虫毒理学问题,而是一个种群遗传学问题,因为抗性的形成是抗性基因频率由于选择作用而增加的过程。这一观点得到学术界的共识。张宗炳根据这一观点,从1978年后开展了昆虫抗药性治理的研究。他领导北京大学生物系的教师,对不同害虫遗传形式、不同治理策略(顺序轮用、合理混用、棋盘式用药、高杀死策略等)进行了计算机模拟与分析,结果显示几种不同药剂合理混用能最大限度地延缓甚至阻止害虫抗性的产生和发展。然后他们又与中国科学院、中国农业科学院等单位合作,对模拟结果进行验证。这方面工作,当时在中国国内属于领先地位。

张宗炳一生单独或与助手等合作发表了近百篇论文和综述,撰写了《昆虫毒理学》、《昆虫毒力学的新进展》、《杀虫药剂的分子毒理学》、《杀虫药剂的毒力测定:原理、方法、应用》、《杀虫药剂的环境毒理学》等20余部专著,和10余部译作,为中国昆虫毒理学发展奠定了基础,为赶超世界先进水平作出了重要贡献。

二、在昆虫生理生化的研究上做出了突出贡献

(图)酪胺酪胺

1952年张宗炳发现昆虫在物理及化学压力下体内会产生一种物质,对神经产生毒害。1964年初步鉴定该物质为一种芳香胺类。1980年,张宗炳指导研究生继续进行这一研究,用纸层析及高效液相色谱方法首次鉴定出这种芳香胺类为酪胺。酪胺正常时以微量存在,但超量时即引起神经兴奋甚至阻断传导。同时他们又发现酪胺之所以大量产生是由于在某种化学压力下(如DDT处理),酪氨酸脱羧酶活性大为提高,从而大量酪氨酸脱羧成为酪胺。酪胺在昆虫体内很不稳定,有一种单胺氧化酶可使它降解为无毒的对羟基扁桃酸,这样昆虫就有可能从中毒中恢复。因此,加入杀虫脒(一种单胺氧化酶抑制剂)就可以阻止酪胺被降解,从而增加了毒性。他们还发现一部分酪胺可以被β-羟化成章鱼胺。章鱼胺也是一种神经递质、神经激素和调节因子,超量时也会产生不良副作用。在研究酪胺及章鱼胺的形成过程中,他们同时发现有环腺苷酸(cAMP)产生,这是由于这两种胺对腺苷酸环化酶都有激活作用,因而使大量ATP形成了CAMP0在研究上述神经毒素的同时,他们首先证明了昆虫体内也有神经节苷脂存在,并证明神经节苷脂有保护神经膜不受上述两种胺以及DDT、菊酯类毒剂的伤害作用。但由于昆虫体内的神经节苷脂数量极少(仅为脊椎动物的1/300-1/1000),因此以前未被测出,且难以产生有效的保护作用。这一研究成果分别在1984年第17届国际昆虫学会、1986年第6届国际杀虫药剂会议、1987年第2届国际神经学会议上宣读,引起与会者极大的兴趣和好评。

1979年,张宗炳指导一些教师开展蜂王浆中核酸含量及其功能的研究。以后又转向东方蜜蜂和西方蜜蜂血淋巴蛋白质的差别和卵黄原蛋白的研究,以及蜜蜂属的鉴定。他用同工酶分析、分子分类的方法,从生化和遗传的角度肯定了中国蜂属有6个种,这一结果已得到了养蜂界的肯定。蜂王浆是蜜蜂用于喂饲蜂王和幼虫的分泌物,有着特殊的生理功能,但对其生理活性成分尚不十分清楚。在张宗炳指导下,1987 年组织有关人员开展了这方面的研究,并初步分离出有抑菌活性的几个组分,它们可能是小蛋白质或肽类物质。

三、 首先提出粘虫迁飞的设想

(图)东方粘虫东方粘虫

1958年中国科学界的研究重点转向解决生产中的问题。当时北京大学生物系昆虫专业的部分教师与中国科学院昆虫所(后改为动物所)合作,组成一个粘虫研究协作组,张宗炳是该组的主要成员之一。当时中国东北地区粘虫为害严重,常常在春夏之交突然大面积暴发,但冬季当地却找不到越冬的虫卵或蛹。因此中国北方粘虫虫源问题,是协作组研究的重点课题。本来张宗炳研究的课题是寻找糖醋酒混合液诱捕粘虫蛾的代用品。为了测定各种引诱剂的诱蛾能力,协作组在吉林公主岭的一片空地上设立了20个诱蛾盘,每天定时观察记录捕到的蛾数。从1959年4月1日开始,他每天早上都要亲自去检查一次。开始一段时间都没有发现蛾群,偶尔也只有一二头。4月30日突然刮起了10级西南风,路上沙尘扑面,当时大家都认为这种情况下不会有蛾了。但张宗炳不愿丢失一个数据,还是顶着大风走很远的路去观测。使他吃惊的是,在20个盘中竟捕到600多头蛾,第二天风小了,仍捕到200多头,第三天降为10余头,以后又很少见到蛾了。这一事实给他留下了深刻的印象,但当时还得不到合理的解释。当年5月7日,又刮起了7级西南风,结果诱蛾数量又猛增到200余头。在这一事实的启发下,张宗炳开始研究西南风与东北粘虫发生的关系。他查阅了1955年-1958年4年的气象资料及诱蛾记录,发现春夏之交有南风或西南风发生的后一天,东北地区的诱蛾数量常常急剧增加。据此,张宗炳及其同事在粘虫组1959年的哈尔滨工作会议上,正式提出了东北粘虫虫源的假说:粘虫是长距离迁飞的昆虫,可借助风力从数百乃至数千里外的南方迁飞到北方为害。它在北方当地无法越冬,因此不可能找到越冬虫源。后来经过许多昆虫工作者的多方努力,这一假说终于得到了证实,并进一步发现粘虫并不是直接由长江以南的越冬地迁飞到东北的,而是在早春由湖南、两广等越冬地迁至苏北、河南等处,繁殖一代后,第二代成虫再迁飞至华北、东北等地为害的。目前这一理论已成功地应用在中国粘虫预测预报的方案中,并获得国家科委和教委的科研二等奖。

四、 精心培养中国昆虫学专门人才

(图)农业百科全书(昆虫卷)农业百科全书(昆虫卷)

张宗炳十分重视获取和交流信息,注意浏览各种最新资料,并善于从中扑捉世界最新的科学动态,从而把握所从事的科学研究方向。他不仅在昆虫毒理学的研究上堪称中国学科带头人,而在昆虫形态学、营养学、遗传学、生态学上也有突出成就。他从教数十年,开设的课程几乎包括了动物学的各个方面,有脊椎动物比较解剖学、组织学、遗传学、动物生理学、细胞生理学、无脊椎动物学、生物制片学、达尔文主义、经济昆虫学、生物统计学、普通生物学、昆虫毒理学、分子毒理学、生物学引论等等。而且其中50年代开设的昆虫毒力学,80年代开设的杀虫药剂的分子毒理学,都是填补中国教学空白之举。

张宗炳十分重视基础课的教学,直到71岁高龄时,他仍承担了全校公共课普通生物学的部分教学任务,以及全系的公共课生物统计的教学。这些课都是150人以上的大课、对一般中青年教师来说,都感到相当吃力,而张宗炳却主动承担,乐此不疲,因而受到师生一致好评。张宗炳备课极为认真,不管是新课还是讲授过多次,较为熟悉的课程,他都要参考许多最新的资料,补充新的内容,写出详尽的备课笔记。因此他讲的课总是很吸引人,能取得良好的教学效果。

张宗炳工作效率之高,达到惊人的程度。在他一本记事册中可以看到,从1985年1月至4月,除春节休息两周,病假半周外,他查阅了1970年-1984年全部《经济昆虫学年鉴》;写出了下半学期要开的普通生物学和生物统计两门课的备课笔记;审查、修改了《农业百科全书》中的部分条目;把50 年出版过的一本小册子《杀虫药剂的毒力测定》扩充为35万字的专著;完成了《环境毒理学》专著的校定工作;写出了“新农药的探索”和“拒食剂与谷物保护”两篇综述性文章;到天津昆虫学会、北京植保站、北京农林科学院、中国农业科学院生物防治室等单位作了多次学术报告;同时还完成了指导研究生的日常工作。由此可见他的精力何等的充沛。甚至在晚年还同时担负了指导三个不同领域科学研究的重担。

张宗炳善于团结各种不同的人一道工作,在学术问题上从不保守,总是无保留地把自己的知识传授给别人。他严以律己,宽以待人,从不计较个人名利。他十分尊重别人的劳动成果,即使是自己主持的项目,在发表成果时他总是把别人放在前面。正因如此,连许多外系、外单位的同志都愿意在他指导下工作。他这种诲人不倦、热心求实的作风,深受同行和学生们交口称赞。

主要论著/张宗炳

(图)生理学报生理学报

1、张宗炳:《DDT,六六六,Chlordan及Toxaphen 4种杀虫药剂对榆叶虫的毒性比较》,《昆虫学报》,1950,1(2):136-142

2、张宗炳:《水螅触手数目的观察》,《动物学杂志》,1950:109-117

3、张宗炳:《碱性磷酯酶在水螅体内的分布》,《生理学报》,1952,(3-4):187

4、张宗炳:《E605防治吹绵介壳虫的初步报告》,《昆虫学报》,1954,4(1):99-102

5、张宗炳:《原子能在昆虫学中的应用》,上海:上海科技出版社,1957

6、张宗炳:《昆虫毒理学(上、下册)》,北京:科学出版社,1958、1959 年第一版,1965年第二版

7、张宗炳:《核酸信息与遗传》,《生物科学动态》,1962,(6):1

8、张宗炳:《蜡纸粉膜法》,《植保学报》,1962,1(2):45

9、张宗炳:《核酸密码的进展》,《生物科学动态》,1963(6):1

10、张宗炳:《一个单体与双体混合的核酸密码》,《北京大学学报》,1963 (1):87

11、林昌善,张宗炳:《粘虫发生规律的研究Ⅱ粘虫季节性远距离迁飞的一个模式》,《植保学报》,1964,3(2):93

12、张宗炳,姜永嘉:《昆虫不育性药剂的研究ⅢThio-TEPA对家蝇不育性效果的试验》,《昆虫学报》,1964,13(5):679

13、张宗炳:《关于粘虫迁飞起因的一个假说》,《昆虫知识》,1980,17(6):281

14、张宗炳,吴士雄,金恒亮:《DDT中毒昆虫释放的神经毒素的鉴定》,《科学通报》,1983,(4):256

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