近期,張國捷研究員受邀在National Science Review發(fā)表評述性文章,介紹了第一屆亞洲演化生物學(xué)會議(http:///)情況,重點(diǎn)探討了演化生物學(xué)領(lǐng)域需聚焦的前沿問題,以及如何促進(jìn)學(xué)科交叉。 為推動亞洲地區(qū)演化生物學(xué)的發(fā)展并鼓勵更多生物領(lǐng)域同行參與演化學(xué)研究,由國家基因庫、中國科學(xué)院昆明動物研究所遺傳資源與進(jìn)化國家重點(diǎn)實驗室、中國科學(xué)院動物進(jìn)化與遺傳前沿交叉卓越創(chuàng)新中心、日本演化協(xié)會、限制性定向演化理論研究團(tuán)體(日本)、日本遺傳學(xué)知識傳播學(xué)會等共同在深圳舉辦了第一屆亞洲演化生物學(xué)會議。會議由周忠和院士擔(dān)任會議名譽(yù)主席,張國捷研究員任會議執(zhí)行主席。會議吸引了34個國家和地區(qū)的812名參會者,其中包括13位國內(nèi)外院士及上百位全球知名領(lǐng)域?qū)<摇h組織了44個專題討論會,內(nèi)容涵蓋演化生物學(xué)的大部分領(lǐng)域,包括基因組學(xué)、古生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、演化生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)發(fā)生學(xué)、物種形成、適應(yīng)性演化、演化理論和生物前沿技術(shù)等。會議主旨強(qiáng)調(diào)了生物多樣性的重要性以及生物系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時重點(diǎn)探討了學(xué)科綜合及演化理論綜合的發(fā)展趨勢。 演化醫(yī)學(xué)(Evolutionary medicine)與公共健康 許多人類疾病是人類自身演化與環(huán)境變化之間不可調(diào)和的產(chǎn)物,演化醫(yī)學(xué)作為演化生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的融合學(xué)科自上世紀(jì)90年代創(chuàng)立以來影響力日益凸顯。這一學(xué)科旨在研究人類健康問題產(chǎn)生的終極原因,這些終極原因大致包括祖先性狀作為早期演化的權(quán)宜產(chǎn)物無法適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境變化,人類和病原體之間持續(xù)共同演化的結(jié)果,以及在發(fā)育過程中基因與環(huán)境之間復(fù)雜的互作效應(yīng)結(jié)果等。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究更偏向人類致病的直接原因,演化醫(yī)學(xué)以演化的視角綜合的審視疾病和公共健康問題產(chǎn)生的直接原因以及演化機(jī)制,為更有效的展開疾病診斷和治療提供理論基礎(chǔ)。當(dāng)前演化醫(yī)學(xué)作為一個嶄新的學(xué)科正逐步發(fā)展和完善,此次會議針對這一論題展開多個專題討論,對該學(xué)科的發(fā)展具有重要意義。特別是在亞洲這一人口最多的地區(qū),人類在長期自然選擇和差異性文化影響下形成了巨大的人群多樣性,為疾病研究帶來了挑戰(zhàn)的同時也為演化醫(yī)學(xué)研究提供了良好契機(jī)。 多視角研究物種馴化的機(jī)制和過程 不同于自然選擇通常需要漫長的歷史才能實現(xiàn)對性狀的篩選,人類對物種的馴化歷史不過上萬年,對馴化物種的形態(tài)、生理和行為卻產(chǎn)生了巨大的影響,與此同時也極大的改變了人類的生產(chǎn)生活方式,農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展也深刻地影響著人類自身的演化進(jìn)程。然而,自達(dá)爾文闡述人工馴化現(xiàn)象之后,很長一段時間里對于物種馴化的研究僅限于利用考古學(xué)研究來推斷馴化的歷史。近幾年來,得益于基因組技術(shù)的飛速發(fā)展,我們才可以從分子水平揭開馴化過程中所發(fā)生的大量的遺傳變異,以及這些變異對于性狀選擇的影響,同時古DNA研究技術(shù)的發(fā)展使得我們能夠獲得物種祖先基因組序列并重構(gòu)馴化過程中的基因組變異趨勢。此外,人類在物種馴化過程中對生態(tài)環(huán)境的影響也逐漸受到重視。物種馴化的研究已經(jīng)發(fā)展成一個綜合研究領(lǐng)域,涵蓋了基因組學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)、動物行為學(xué)及生態(tài)學(xué)。本次會議多個專題研討會探討了如何綜合各個領(lǐng)域的知識系統(tǒng)研究物種馴化歷史以及基因組學(xué)基礎(chǔ)。 行為生態(tài)學(xué)研究的新綜合 在《行為學(xué)研究目的和方法》(On Aims and Methods of Ethology)一文中,諾貝爾獎得主Niko Tinbergen總結(jié)了行為學(xué)研究中四類互補(bǔ)的生物學(xué)問題。依據(jù)其所論述的,對于任何一個生物學(xué)現(xiàn)象都可以從以下四個方面開展研究:1. 發(fā)育發(fā)生過程,2. 遺傳和細(xì)胞機(jī)制,3. 演化歷史,4.對物種適應(yīng)性演化的貢獻(xiàn)。當(dāng)前絕大多數(shù)研究只針對這四個問題的某一個方向,尤其是控制行為的直接機(jī)制開展,很少有工作從四個方面完整闡述某種行為的生物學(xué)意義。令人欣喜的是,近年來許多研究工作已經(jīng)開始嘗試?yán)枚鄬W(xué)科交叉的方法研究動物行為和人類行為,這些工作涉及到行為的遺傳和神經(jīng)基礎(chǔ),神經(jīng)系統(tǒng)的起源和演化, 生物行為與生物入侵的演化,以及人類文化和人類意識的演化等。 生態(tài)-演化-發(fā)育(Eco-Evo-Devo)的整合 一個個體從受精卵成長為具有繁殖能力的成年個體的發(fā)育過程極度復(fù)雜,體現(xiàn)了基因共表達(dá)調(diào)控以及與環(huán)境因子的多層互作。外在環(huán)境因子與內(nèi)在基因調(diào)控共同控制表型性狀,并受到自然選擇的影響。近幾年許多研究表明,生態(tài)環(huán)境不僅只是提供自然選擇壓力對物種的發(fā)育演化過程形成影響,環(huán)境因子還會直接作用甚至控制個體發(fā)育的過程及性狀的表達(dá)。而物種演化的過程,同時塑造著生態(tài)環(huán)境的組成,因此長期的學(xué)科發(fā)展需要進(jìn)一步對演化發(fā)育生物學(xué)進(jìn)行擴(kuò)展,并融合更多的學(xué)科包括古生物學(xué)、表觀遺傳學(xué)、和生態(tài)學(xué)等,形成全新的學(xué)科綜合并發(fā)展出生態(tài)-演化-發(fā)育生物學(xué)(Eco-Evo-Devo)研究領(lǐng)域。通過對寒武紀(jì)大爆發(fā)時期早期動物器官系統(tǒng)的演化歷程、脊椎動物形態(tài)的宏觀演化、昆蟲翅膀的起源和后期發(fā)展,以及表觀遺傳對物種演化潛在影響等集中研討,將能更好地重塑該方向,形成生態(tài)-演化-發(fā)育的大綜合。 生物共生體的演化 在達(dá)爾文演化論體系中,生命以個體為單元開展資源競爭和繁殖競爭,從而受到自然選擇的影響。然而,任何生物都不可能是單獨(dú)以一個個體的形式存在,所有生物都與其他個體或者其他物種相互作用。許多物種的繁殖甚至嚴(yán)重依賴于其與其他個體所組成的社會體系,以及與其他物種所形成的共生關(guān)系。因此,有學(xué)者提出將生物體概念化為“共生體(holobionts)”以描述真核多細(xì)胞生物與微生物跨物種所形成的超級有機(jī)體,并且認(rèn)為生物以共生體的形式存在,而非以個體為單元展開競爭并受自然選擇的影響,目前這一假說仍然受到許多質(zhì)疑。對于共生關(guān)系的演化過程以及物種合作和互利的模式展開討論與研究,將非常重要。 亞洲演化生物學(xué)會議的未來 亞洲演化生物學(xué)會議將為亞洲地區(qū)的演化生物研究學(xué)者提供平臺,共同討論領(lǐng)域的最新進(jìn)展,并推動未來的學(xué)科整合,從而實現(xiàn)對生物學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜性和多樣性的了解。目前已確定第二屆亞洲演化生物學(xué)會議將由日本東京首都大學(xué)(Tokyo Metropolitan University)主持舉辦。未來亞洲演化會議定期在亞洲各地舉辦。隨著亞洲地區(qū)演化生物學(xué)研究的持續(xù)發(fā)展,我們期待在不久的將來亞洲演化生物學(xué)協(xié)會能在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,在推動學(xué)科交叉的同時進(jìn)一步拓展演化理論。 National Science Review評述性文章鏈接:https:///10.1093/nsr/nwy058 Cell:細(xì)胞治療領(lǐng)域觀察者 |
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