为什么小鸡孵化后腿不起来（这只小鸡求生欲太强）

中国首例无壳孵化小鸡“小茶缸”成为网红。无壳孵化背后还有不少的艰辛，来看看与小茶缸同样拥有“最强求生欲”的那些前辈。

文/记者 刘辛味 编辑/刘昭

新媒体编辑/陈炫之

一只名为“小茶缸”的小鸡在网络迅速走红，因为它有着一种相当独特的身份——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！”

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。

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”。

“小茶缸”诞生

在《加油！向未来》节目制作幕后，北京交通大学国家级物理实验教学示范中心的陈征博士在网上看过日本高中生的实验，觉得很有意思，推荐给了栏目组。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。并且，为了提高实验的成功率，实验人员还是给“小茶缸”安装了一个“壳”。据李赞东教授介绍，在小鸡最后“出壳”的阶段，塑料膜没有办法像蛋壳一样给小鸡反冲的力量，所以小茶缸可能需要比正常孵化的小鸡花费更大的能量，这会给心脏造成负担。因此，加了一个硬壳。这只是让小鸡进行了模拟破壳，所以称之为“无壳孵化”并不为过。

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

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

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