背景介绍

1835年本杰明·布西立下遗嘱将他拥有的大农场（现为阿诺德植物园）捐赠给哈佛大学，用作农业、园艺和植物学及其它自然科学的分支教学基地。

但直到1871年，在完成了近十年的基础建设后，哈佛布西分院才真正开张。不幸的是，开张的第二年，波士顿的一场大火，就将布西分院的主要收入来源——用于出租的物业全部烧毁，导致学院的办学资源枯竭，只能靠种植蔬菜、砍柴和马匹寄存带来的微薄收入维持其运转。

因此，这所学院的办学条件和师资水平从来没有达到哈佛的本科教学要求，其招生规模也有限。从1880到1895年间，平均每年只有8名学生入学，且总共也只给10名本科生授予了学位。虽然从1896到1907年，布西分院的入学率有所提高，但其师资水平和教学条件仍然没有发生本质改变。

转机？

在《小鼠成长纪之三：进入哈佛》一章中，我们提到“卡斯尔在1907年利用豚鼠和兔子的毛色性状完成了具有里程碑意义的遗传学研究，并证明它们严格按照孟德尔法则遗传。”此时的卡斯尔正踌躇满志地希望通过更多半驯养哺乳动物遗传学来解决生物演化过程中性状改变和适应的选择机制问题。

为此，他需要更多的资金和空间来饲养更多的动物，但位于哈佛主校区的动物系显然无法满足这个需求。此时，他已萌生了去意，准备去威斯康星或耶鲁谋求发展。次年（1908年）哈佛大学发生了重组。作为重组的一部分，布西分院变成了一所研究生院，用于开展农业和园艺的教学和科研工作，而此时也正是遗传学的作用日趋凸显的时候。

布西学院新任院长萨宾写信给哈佛校长说：“失去卡斯尔意味着失去了美国遗传学领域的最佳人选。”他申请把卡斯尔转到重组的布西学院。因布西有足够的地方来满足动物饲养的空间要求，卡斯尔于是放弃了离开哈佛的想法，并很快搬到了布西学院的应用科学研究所（1915年更名为：布西应用生物学研究所/Bussey Institution for Applied Biology，接下来简称“布西”）。同时，在达文波特的帮助下，卡斯尔从卡内基基金会得到了1500美元的支持。

就这样，卡斯尔在布西开始了他艰辛的遗传学探索和人才培养之旅。

在孟德尔遗传法则被重新发现的最初30年，流行的遗传学研究材料非玉米和果蝇莫属，前者可放在壁橱里培养，后者可在试管内繁殖。而卡斯尔选择的豚鼠，大鼠、兔子和小鼠等哺乳动物不仅需要特殊的笼具和大量的粮食，还需要专职的饲养人员来照看和进行卫生清理。

不仅如此，使用这些哺乳动物开展遗传学研究还面临着突变材料稀缺的困难。如，直到1925年，已经发表并被遗传学界认可的小鼠突变也不过19种，而摩尔根的果蝇实验室仅在1911到1912的两年时间内就得到了34种果蝇突变体。卡斯尔通过与宠物鼠爱好者尤其是格兰比宠物庄园建立联系解决了这一问题（详见本系列前文——始于格兰比）。

另外一个困难就是布西的办学条件在1872年的大火后基本没有改善，甚至连学生在校生活所必备的食堂都没有，卡斯尔将布西园区内的一栋房屋改建成宿舍。由于远离哈佛主校区，外加不受重视，学生们将这里比喻成布西的“囚徒”生活。

他们每天往返于供暖不足的宿舍和办公室。在卡斯尔聘请厨师前，学生们采取每周轮流烧饭的制度来解决吃饭问题。学生科勒曾这样描绘那里的生活：“因为每位轮值‘大厨’的厨艺和喜好不同，他们的炉子上可能这一周全是汤，而下一周则全是罐头或是鸡肉或是面条，有些时候还可能是卡斯尔实验后处死的兔子。”卡斯尔的另一个学生，1980年诺贝尔生理或医学奖得主斯内尔回忆说：“当他第一次进入布西的实验室时，科学给他的印象是浓郁的鼠尿和氨气的味道，这些气味将一直陪伴着他们，从白天的实验到晚上的休息。”

由于实验室和宿舍在一起，让他们的生活和工作无太大差别。而这样的宿舍，卡斯尔自己也会住在里面。虽然面对诸多困难，但卡斯尔没有退缩，在他的灵活管理和鼓励自由探索的教学理念下培养了包括利特尔（杰克逊实验室创始人）、怀特（群体遗传学奠基人之一）、斯内尔（诺奖得主）和邓恩在内的一大批哺乳动物遗传学家。这些人不仅成为各自领域内的佼佼者，也是引领遗传学发展的一代人。

那么，卡斯尔是怎么做到的呢？

首先，卡斯尔采取了由学生负责管理动物，并一代代传递下去的办法来解决人力资源不足的问题。

比如在小鼠管理上，最早由他的第三个博士生利特尔负责，利特尔毕业后交到了邓恩手上，邓恩毕业后又转到了科勒手上，就这样在学生中一代代地传递下去，最后传到了斯内尔手上直到布西关门。

事实证明这是一个既科学又有效的策略。早期遗传学研究的关键是及时发现新突变，并通过严格谨慎的交配策略来检验新发突变的遗传特性。安排学生自己管理动物不仅部分解决了实验室人力资源不足的问题，同时也让学生能够第一时间了解和掌握动物的情况，以免错过那些并不常见和不容易被发现的异常表型。

其次，在学生培养上，卡斯尔特别注重培养学生独立思考能力，并把学术自治和鼓励自由探索放在第一位。

布西研究所经常会开展一些小型的学术交流活动。在这样的活动上，卡斯尔和比他晚一年来到布西开展植物遗传学研究的伊斯特教授经常会有意无意地就一些科学问题发表对立或有强烈分歧的观点。此时，卡斯尔会要求学生们当场做出判断，并给出他们的答案。

学生们把这比喻成“猫捉老鼠的游戏”。利特尔说：“发生在布西的这种激烈讨论和互动是他们成功的关键之一。”邓恩也说：“布西无疑是一所条件艰苦的学校，但几乎每个人都可以大声地发表自己的观点和见解，可以表达你是同意或不同意，而不会因此被导师责难。”反过来，卡斯尔自己也会对学生研究方向的选择和实验结果的解读发表自己“同意或不同意”的意见。但他不会因不同意而阻止学生继续他们的研究或将其工作发表。

例如，当他的第二个博士生麦克道威尔完成关于兔子体型（大小）遗传学的博士研究工作时，学生和导师对他们所获得的数据产生了截然不同的解释。麦克道威尔基于杂交后子二代（F2代）产生较多的性状变异提出：“体型大小是由多个孟德尔因子控制的结果（多因子组合）”，而卡斯尔却坚信这一结果显示了“孟德尔因子的可变性（单因子可变）”。但卡斯尔并没有强迫麦克道威尔接受他的观点，而只是在他的论文前面加了一个免责声明，并把他们的分歧记录了下来。卡斯尔对摩尔根团队已在果蝇上观察到的染色体机制来解释哺乳动物遗传现象也提出过公开的质疑，但他也没有因此阻止邓恩，科勒，瑞德和斯内尔等人以小鼠为对象从事染色体相关的研究工作。

斯内尔后来回忆说：“（当年的）布西人为了一个单纯的目标——科学探索而聚在一起，特殊（艰苦）的环境让他们建立了人与人，人与动物间更为亲密的关系；共同经历苦难则造就了布西人的团结和责任感；一起探索科学的未知领域则把布西变成了一个开展哺乳动物遗传学研究的乐园。”

这个乐园无疑是卡斯尔一手打造的。那么在实验小鼠演化进程中卡斯尔和布西的作用又体现在哪里呢？显然卡斯尔是第一批把小鼠引入实验室的人之一，布西也为小鼠在实验室生存下来提供了空间，但这并不是关键所在。因为同时代的其它科学家如泰泽和斯莱等也已经将小鼠应用到了他们的科学实验中。卡斯尔最大的贡献是：以开放的学术氛围培养了包括利特尔、邓恩和斯内尔在内的一大批小鼠遗传学家，而这些人才是最终真正推动实验小鼠成为主流实验动物的关键力量。因此，可以把布西看做是小鼠遗传学人才培养的摇篮。

在布西成长的卡斯尔的众多弟子中，又是哪一位在推动小鼠遗传学继续向前的关键人物呢？

敬请关注下一章《利特尔的初心》

参考文献

1. Records of the Bussey Institution, 1872-2007: Guide, The Arnold Arboretum of Harvard University.

2. J. A. Weir. Anecdotal, Historical and Critical Commentaries on Genetics. Harvard, Agriculture, and the Bussey Institution

3. William Ernest Castle 1867—1962 A Biographical Memoir by L. C. Dunn (1965) .

4. KA Rader（1998） "The Mouse People": Murine genetics work at the Bussey Institution, 1909-1936.