作者: 袁一雪 来源:中国科学报 发布时间:2018/12/21 9:38:19
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生物学生辨识不清动植物?宏观生物学被忽视

 

■本报记者 袁一雪

前不久,中国科学院西双版纳热带植物园研究人员,在《科学》杂志发表了一篇题为《一种跳蛛的长期哺乳行为》的研究论文。非哺乳动物也能通过哺乳养育后代,一时间“蜘蛛奶”引发诸多热议。其中有一位专家在朋友圈发表言论:“版纳植物园的工作还说明,宏观生物学(行为学、生态学)一样可以有漂亮的工作发表在国际顶级刊物,并不只是分子、微观的。”

宏观生物学边缘化,是一个老话题,也并不是中国的独有现象。早在1997年,《科学》杂志发表了题为《美国大学生命科学院系重组》的文章。事件的起因便是美国越来越多的研究人员倾向于微观,因为这样更容易获得经费等资源,更容易作出成绩。宏观生物学领域则受到挤压。

宏观生物学在中国经历了怎样的发展?现状及前景如何?近日,《中国科学报》采访了相关专家。

2004年,《中国植物志》最后一册终于正式出版。这部80卷126册堪称世界最大的植物志由四代植物分类学家历时45年编纂完成。中科院植物研究所研究员张宪春是312位作者之一,也是最后一册的完成者。从1989年硕士毕业开始就加入了《中国植物志》写作工作。他说,现在国内真正还坚守在植物分类学研究的学者已经所剩无几:年纪较大的老科学家或故去,或不再继续工作,而一批优秀的分类学家则转到微观进化研究领域。

虽然一直坚守植物分类学研究,但是张宪春带领的研究组却包括三个不同研究方向:蕨类、苔藓与化石植物,每年研究所的资源配置却和其他单独研究方向的研究组一样,如此一来,每个研究方向就只能拿到三分之一的资源配置,研究生招生名额每年也只有1名博士和1名硕士,虽然研究组有两个博士生导师。

“宏观生物学在现在的学科发展中是有些尴尬的。”张宪春无奈地坦言。这样的尴尬主要来自科学研究的评价标准,分类评价又很难被贯彻执行。在微观分子生物学新发现层出不穷的今天,宏观生物学相关的学科逐步被边缘化,师傅带徒弟、十年方能出师的师承方式也已式微。

国际研究趋势的改变

回顾历史,宏观生物学也曾繁荣一时。新中国成立后,百废待兴。一批又一批学子被公派出国,再回国学以致用。因为欧洲的分类学起源比较早,1753年时,瑞典人林奈在欧洲就出版了世界性的《植物种植》。我国却直到1905年才开始采集植物标本。所以去欧洲学习生物学的学子们多以宏观生物学中的生物分类学为主。

学成归来后,因为当时科研体系尚未完整建立,加上受到科研仪器的制约,所以国内生物学的起源也都由宏观生物学起始,比如,中科院动物研究所的宏观生物学就由归国的老科学家们一手建立。那时,高校生命科学教学的基本内容也是宏观生物学。

然而,宏观生物学在我国繁荣并未太久,上世纪50~70年代,国际分子生物学的快速发展取得了辉煌的成就,不仅该领域的科学家更容易作出成果、更有可能获得诺贝尔奖等国际科学大奖,而且与分子生物学相关的以细胞、基因为主要对象的生物和医学产业也获得极大发展,创造出令人瞩目的经济利益。“欧洲生物学研究将重点从宏观转移到微观,还因为欧洲植物种类不到我国的二分之一,研究时间又长,所以几乎已经研究透彻。”张宪春告诉《中国科学报》。

国际科研趋势的转变也渐渐影响国内的研究,而且之后出国留学的人员多以微观分子学为主,归来后的研究重点也逐渐倾斜。但是我国的宏观生物学发展却并不充分。尽管《中国植物志》已经出版,但很多植物大量标本长期无人鉴定,错误鉴定的标本还没有得到纠正,新的物种也不断被发现和不能得到描述和发表。

如今,在为数不多的植物分类学研究人员中,张宪春是全国唯一可以招收博士生研究蕨类种群的导师。“我国蕨类分类学做得还比较好,但种子植物中一些比较大的类群,比如杜鹃类、蔷薇类的研究人员中,已经见不到中坚力量。”张宪春说。

马上面临断代的不只是植物分类学,动物分类学也面临着同样的境况,甚至在中科院动物研究所标本馆中,很多昆虫标本依然未标明门类。中科院动物研究所研究员王德华在接受《中国科学报》采访时说:“现下,尽管动物分类学研究中,无脊椎动物和脊椎动物的分类学研究都有学者在做,但都存在人才匮乏的问题。就动物研究所的兽类和鸟类分类学而言,只有两个课题组在做。而且,他们在关注分类学的同时,也不得不拓展新的研究领域。”

科研评价体系的导向

除了研究趋势的改变,国内引入了国际的科学评价体系SCI也是令宏观生物学不断没落的原因之一。每年发表论文的数量,影响因子高低等硬性的考核标准横亘在每位科研人员的研究道路上。若要通过考核就要迎合国际研究热点。如此一来,微观分析、验证其他科学家的实验或者发现的新的方法,令微观领域研究人员完全可以完成论文的硬性指标。但这些对宏观生物学的研究人员来说却并不容易。达不到考核标准,一些做宏观生物学研究的科研人员很难申请高级职称,甚至课题组都面临被解散的命运。看不到前路,也令不少人转到其他领域。

宏观生物学受到波及的不仅是科研领域,一些高校生物专业在本科阶段简化甚至取消了宏观生物学。一直关注宏观生物学发展的复旦大学生命科学学院遗传与遗传工程系遗传学教授乔守怡告诉《中国科学报》:“一般生物学相关专业在本科阶段会开设动物学与植物学的基础课,但现在的教学体系设置,逐渐趋向减少了宏观生物学课程的设置,弱化了对生物个体,群体和生态领域知识的认知体系,让宏观生物学变得十分薄弱。这对宏观领域人才培养影响很大。”

北京大学生命科学学院副院长、教育部高等学校生物科学与工程指导委员会副主任许崇任在2007年一个论坛主题发言中介绍:依据北京大学1959年的教学计划,宏观生物学课程占绝大部分,但2007年北京大学的宏观生物学的课程只占1959年教学计划学时数的1/3。

宏观生物学是基石

“生物学的每个层次都是不可替代的,每个层次有每个层次的问题。我们现在科研要进军微观,但同样不能忽略宏观生物学,人与自然环境是密不可分的。我们不能一边拥有敲掉肿瘤基因的技术,一边却生活在充满污染的环境中。脱离宏观环境谈人类健康是很矛盾的。”王德华说。

而宏观生物学本身也与工业、农业、科教以及外交和外贸有着密切关系。从这一点看,宏观生物学是生物学研究的基础,只有了解生物个体和群体的关系,清楚它们与人类的关系,才能提出需要解决的问题,分子生物学是诠释整体生物问题的一个层次和手段。宏观与微观两个层面的研究,研究者可以专攻一个层面,但是生物科学的研究与发展需要一个整体系统,重视宏观生物的研究和人才培养,是生物学科发展的基本环节。一旦宏观生物学发生错误,那么后续的研究也将建立在错误的基础上。

张宪春就曾在分类学研究中发现,在上世纪80年代被科学家找到的含有治疗阿尔茨海默病成分的蛇足石杉,其物种分类尚存在问题。他依据形态特征和叶绿体基因信息,证明我国的药用蛇足石杉来自两个截然不同的物种。在分类学中,蛇足石杉中的有效成分石杉碱甲含量并不高,而另一种被忽视的长柄石杉中却含有较高含量的石杉碱甲。“之前植物志中的记载也有误,所以也需要纠正。而这些工作都要分类学家完成。”张宪春说。

宏观生物学忽视之弊

“不识生物真面目,只缘身在分子中”是乔守怡在几年前提出的,他认为忽视宏观生物学是“舍本求末”。

但现在,这种现象却愈演愈烈。王德华举了个例子,比如要对某种动物进行研究时,有些研究者可能没有亲自到野外去采样,对于样品的整体生物学特性没有第一手资料。但这并不影响论文写作,因为他们会根据公司或实验室的分析仪器测定的分子数据完成论文。看似研究工作进行得不错,但从始至终,他们都不知道研究对象生活在何处,生活习性如何,甚至可能都不清楚它的样貌。对此,张宪春也坦言,分子研究中的研究对象标本留存确实存在漏洞。因为研究者关注的只是分子,但如果有同行要求重复或继续此项研究,其标本还能不能找到都是问题。

更令乔守怡担忧的是,如今生物类专业科班出身的学生,在野外动植物的认知能力远不如老一辈学者。“如果再不关注宏观生物学的传承,那么可能连身边的动植物都辨识不清,缺乏对生物资源的基本认知,一旦出现断代是很难恢复的。”

张宪春同样感到担忧,他唯有将蕨类种群专业教授给更多适合做分类学的人,让他们继续坚守。不过,令他感到欣慰的是,来自化学、航空等其他专业报考其研究生的大有人在,他们怀着对宏观生物学最单纯的热情。但对每一位前来报考的学生,张宪春每次都郑重告知宏观生物学的现状,让他们考虑清楚前路。“我认为国家还是应该保留宏观生物学的队伍,因为我国地大物博,还有很多植物与动物需要作分类学研究,也只有将我国的资源摸清楚,才能进一步作微观研究。”张宪春说。

建设人才队伍,乔守怡也认为十分必要,因为我国特有资源的认识、利用和保护需要专门的人才,没有这批人的传承就无从谈起资源充分利用。而且,当科学家在追求高深微观前沿的时候,更要研究生物的本源,才能更了解自己研究的意义何在。更重要的是,“科学家不是工匠,不只是简单地操作机器完成论文就可以。我们更需要通过宏观生物学,寻找存在体系中的问题才能进行研究。如果我们只会做微观研究,却连辨识植物的人才都找不到,又从哪里寻找微观研究的对象呢?只有拥有宏观知识的底蕴才能深入挖掘生物资源对人的重要作用”。

《中国科学报》 (2018-12-21 第1版 要闻)
 
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