文/记者 刘辛味 编辑/刘昭

新媒体编辑/吕冰心

一只名为“小茶缸”的小鸡在网络迅速走红，因为它有相当独特的身份——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2亿。9月1日晚间，已经长成“大茶缸”的它登上了《开学第一课》引来欢呼，现场进行的无壳孵化实验过程也令所有人屏住呼吸。其实无壳孵化，是一场从上个世纪60年代就开始的国际竞赛。

▲2018开学第一课：中国首只无壳孵化小鸡“小茶缸”成长全记录

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无壳孵化不新鲜但很难

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，直接观察胚胎的发育。

▲蛋壳为鸡胚的发育提供了钙营养。来源：animals.mom.me

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。他将鸡胚放入有聚乙烯材料中，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的孵化出小鸡。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，细胞代谢过程会受到阻碍，结果就变成了“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。

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又是高中生

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。

▲在综艺节目中三位日本高中生展示了他们的无壳孵化实验，但因为是摆拍操作不规范，让广大网友纷纷表示实验难成功（来源：腾讯视频）

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卯上了劲。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，孵化率高达到了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，最后没一只小鸡孵出。

▲中国农业大学教授李赞东（来源：中国农业大学网站）

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，也在争议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。

▲2016年李赞东教授进行的鸡胚体外培养实验展示（来源：科普中国）

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，成功的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天成功的从鸭蛋壳中诞生。

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”。

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“小茶缸”诞生

《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，最后“小茶缸”登上了第三季第一期节目。

▲小茶缸21天诞生记 （来源：《加油！向未来》节目）

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。

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。”

《加油！向未来》节目以最形象生动的方式展示科学实验，以最浅显易懂的形式解释科学原理。新一季节目对实验和赛制进行了升级，在震撼有趣的科学实验基础上，展示选手个人表现力和科学素养，激发选手间科学知识火花的碰撞。敬请关注。 首播频道：CCTV-1 综合 首播时间：每周日 20:00

参考资料：

1.Fisher C J. Chick Embryos in Shell-less Culture[J]. Tested Stud.lab.teach, 1993.

2.Perry MM. A complete culture system for the chick embryo. Nature, 331: 70-72. 1988.

3.Tahara Y, Obara K. A Novel Shell-less Culture System for Chick Embryos Using a Plastic Film as Culture Vessels[J]. Journal of Poultry Science, 2014, 51(3):307-312.

4.徐国正 张文昌等. 禽类胚胎体外培养的研究进展[J].《福建畜牧兽医》，2007S1:21-23

5.陈一平. 介绍鸡胚体外无壳培养方法[J]. 动物学杂志, 1986(6):33-35.

6.https://www.cnbc.com/2016/06/08/did-japanese-students-really-hatch-a-chick-outside-a-shell.html

7.https://www.dailydot.com/parsec/japanese-high-school-chicken-hatching/

8.独家揭秘，中国首只无壳孵化小鸡出雏背后的“探险”故事.加油向未来

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