王丹陽(yáng)
9月25日,一位植物學(xué)家的車禍遇難讓人們重新認(rèn)識(shí)到一顆植物的種子和一場(chǎng)科技革命間可能存在的聯(lián)系,也讓鐘揚(yáng)這個(gè)名字定格在了尋找野生植物種質(zhì)資源的無(wú)盡長(zhǎng)路上。
如果不是當(dāng)天凌晨趕赴銀川機(jī)場(chǎng)的路上的意外,53歲的復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授鐘揚(yáng)將很快回到西藏繼續(xù)收集種子,而之前他已經(jīng)在新疆待了20天。作為一個(gè)致力于青藏高原野生種質(zhì)收集的學(xué)者,他的常規(guī)生活就是不斷輾轉(zhuǎn)在路上。這和他植物學(xué)家、生物學(xué)家的身份多少有些不符,因?yàn)楹笳咄ǔJ菍?shí)驗(yàn)室超人,也是科研成果的寵兒,但鐘揚(yáng)不滿足于這些。
他本是中科大79屆少年班的學(xué)生,學(xué)習(xí)無(wú)線電工程,后來(lái)在日本國(guó)立綜合研究大學(xué)取得生物科學(xué)博士學(xué)位,他在這個(gè)學(xué)科中的建模和計(jì)算能力多少得益于本科專業(yè)。你能在圖書(shū)館里搜到他90年代主筆過(guò)的著作,《分支分類的理論與方法》和《數(shù)量分類的方法與程序》,看似和他后來(lái)的興趣并無(wú)關(guān)聯(lián)。數(shù)量分類學(xué)在90年代的生物界風(fēng)光過(guò)一時(shí),這是用相當(dāng)于計(jì)算與0和1的程序語(yǔ)言來(lái)描述植物的特性,為植物量身定做各自的矩陣,讓計(jì)算機(jī)來(lái)跑,以證明種群遺傳關(guān)系。但它的弊病是不可重復(fù)性,因?yàn)槟銦o(wú)法完全把靠主觀判斷的“果實(shí)較大”“果實(shí)較小”扔進(jìn)0或1的范疇。
“一個(gè)基因可以為一個(gè)國(guó)家?guī)?lái)希望,一顆種子可以造福萬(wàn)千蒼生。”這是鐘揚(yáng)在很多科普現(xiàn)場(chǎng)中重復(fù)的箴言。他經(jīng)常舉一個(gè)例子,1984年,他被分到中科院武漢植物研究所,所里的一個(gè)重頭研究對(duì)象是獼猴桃,它是1904年由英國(guó)的傳教士和那些專門(mén)來(lái)尋奇花異草的外國(guó)“植物獵人”在宜昌農(nóng)村意外發(fā)現(xiàn)的,這種沒(méi)有人吃的東西被英國(guó)人剪了20根枝條帶了回去。
英國(guó)皇家植物園——邱園
9月25日在車禍中遇難的植物學(xué)家鐘揚(yáng)
意想不到的是,這些“植物獵人”在獼猴桃枝條上破天荒發(fā)現(xiàn)了雌雄異株的可能性(大多數(shù)植物是雌雄同株),并得天眷顧地在新西蘭用三根枝條雜交成了今天占據(jù)全球的Kiwi Fruit,而宜昌農(nóng)村的那些結(jié)著神秘奇果的樹(shù)雖然是獼猴桃的母體,卻失去了宣示主權(quán)的先機(jī)。盡管中國(guó)也能培育風(fēng)味不錯(cuò)的獼猴桃,但世界只認(rèn)新西蘭Kiwi Fruit為其宗。獼猴桃在新西蘭取得成功是來(lái)自中國(guó)的一個(gè)植物基因,這個(gè)被帶去的植物成了廣義上的“種子”,就可被視作植物種質(zhì)資源的一種。
這到底是“偷”還是“引進(jìn)”?很難說(shuō)。在100年前主權(quán)和國(guó)土雙雙旁落的時(shí)期,英聯(lián)邦植物學(xué)家在中國(guó)的邊遠(yuǎn)農(nóng)村以及南亞的熱帶雨林與他們見(jiàn)所未見(jiàn)的珍奇物種初次會(huì)面,就順便帶了回去,他們畢竟反復(fù)篩選出了獼猴桃最優(yōu)良的品種,并巧妙地將其英文名Chinese gooseberry改成了Kiwifruit。鐘揚(yáng)曾說(shuō),這種例子如果再在當(dāng)代中國(guó)發(fā)生,那將是這一代生物學(xué)家痛心疾首的事情。
在復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,鐘揚(yáng)是輾轉(zhuǎn)在三套體系下的重要學(xué)者:生態(tài)與進(jìn)化生物系、生物多樣性科學(xué)研究所、生物多樣性與生態(tài)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,這些都是一套人馬三塊牌子。如今的系主任盧寶榮回憶,他和鐘揚(yáng)相識(shí)時(shí)正好是復(fù)旦在生命遺傳科學(xué)領(lǐng)域日臻成熟壯大的時(shí)期。2000年,院里的元老級(jí)人物陳家寬把盧寶榮、鐘揚(yáng)和李博共同引進(jìn),四個(gè)人在復(fù)旦的校園里西裝筆挺地拍了一張意氣風(fēng)發(fā)的合照,自稱“江南四才子”。當(dāng)時(shí)的盧寶榮在菲律賓的國(guó)際水稻研究所繼續(xù)追逐著一場(chǎng)亞洲水稻的綠色革命;李博在日本做博士后并正要前往美國(guó);鐘揚(yáng)正任武漢植物研究所的副所長(zhǎng),是個(gè)副局級(jí)的干部。
“陳家寬那時(shí)在蘭州大學(xué)的干旱研究所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室兼任所長(zhǎng),他們那里有‘西北三雄,所以我們叫自己‘江南四才子?!北R寶榮說(shuō)。當(dāng)年的生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系有個(gè)前身叫環(huán)境資源系,但正處低潮,四人進(jìn)行了大刀闊斧的改革,并確定了將來(lái)要實(shí)現(xiàn)的三個(gè)方向,其中一個(gè)就包括了種質(zhì)資源的研究。種質(zhì)資源幾乎是所有重大研究成果的基礎(chǔ),它可以被看作是物種遺傳信息所在的一種載體,國(guó)際植物學(xué)界的一大熱詞“基因庫(kù)”某種意義上也叫種質(zhì)庫(kù),它除了保存宏觀的實(shí)體種子,還有大到植株小到花粉,甚至微觀到DNA的樣本。當(dāng)今的資源戰(zhàn)一定意義上是基因戰(zhàn),由煤炭、礦產(chǎn)等可再生資源演進(jìn)到以微米、毫米計(jì)的種質(zhì)資源,是科技發(fā)展推動(dòng)人們?nèi)ブ匾暤谋厝唤Y(jié)果。
鐘揚(yáng)的特長(zhǎng)是生物信息學(xué)計(jì)算,如果說(shuō)進(jìn)化是一個(gè)機(jī)遇,那么鐘揚(yáng)的研究范疇是遺傳或者說(shuō)基因突變的發(fā)生概率有幾,最后都轉(zhuǎn)化成0和1來(lái)表現(xiàn)。盧寶榮對(duì)他的印象是“一個(gè)怪才,興趣足夠廣泛”,對(duì)于遺傳學(xué)的統(tǒng)計(jì)興趣足以讓他想象一切生物的基因突變的原理,不單單是植物,他還曾經(jīng)想研究大熊貓不斷啃竹子是不是有家族抑郁癥?!安贿^(guò)還暫時(shí)沒(méi)有結(jié)論”,盧寶榮笑笑,這位同事的奇思怪想以及大膽假設(shè)時(shí)常讓系里大開(kāi)眼界。
2004年,鐘揚(yáng)作為參與者之一在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章《Molecular Evolution of the SARS Coronavirus During the Course of the SARS Epidemic in China》,他基于結(jié)構(gòu)信息的進(jìn)化分析新方法,研究了SARS病毒致死的進(jìn)化機(jī)制,得出兩個(gè)作為罪魁禍?zhǔn)椎耐蛔兓颉D悄?,他翻譯的美國(guó)歷史學(xué)家約翰·巴里的著作《大流感——最致命的瘟疫史詩(shī)》正逢其時(shí),他幽默地在科普演講中形容:“和人類對(duì)峙的另一方叫自然,派出的‘生力軍叫作流感?!倍茖W(xué)家的任務(wù)就是和病毒賽跑,只是當(dāng)時(shí),他正開(kāi)始一個(gè)畢生的情結(jié),就是和野生種質(zhì)資源的蔓延式滅絕賽跑。endprint
“以前課題組說(shuō)研究要聚焦研究材料,但是鐘揚(yáng)的特長(zhǎng)在于計(jì)算方法學(xué),是生物信息學(xué)方面的領(lǐng)軍人物,把國(guó)外流行的phylogeny(系統(tǒng)發(fā)育學(xué))的計(jì)算方法引入到國(guó)內(nèi)物種的分類和系統(tǒng)學(xué)研究上。一種方法,越是能同時(shí)用于微生物、植物和動(dòng)物的有效計(jì)算,越能證明它有廣譜的意義?!北R寶榮說(shuō)。
在鐘揚(yáng)所活躍的演講舞臺(tái)上,他經(jīng)常向人們普及DNA和基因的知識(shí),讓門(mén)外漢對(duì)他的研究方法摸不到頭腦:他到底是采集種子的,還是一個(gè)像達(dá)爾文的后繼者那樣思索著人類頂層進(jìn)化奧秘的生物學(xué)家?
有一次他在復(fù)旦的一個(gè)EMBA班上做一個(gè)叫《基因·進(jìn)化·哲學(xué)》的演講,舉了個(gè)在學(xué)界耳熟能詳?shù)睦樱荷鲜兰o(jì)50年代的生物學(xué)家都?jí)粝胫议_(kāi)DNA的神秘面紗,女科學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林在實(shí)驗(yàn)室用X光晶體衍射拍到了DNA的照片,那是雙螺旋結(jié)構(gòu)的一個(gè)X形的對(duì)稱的斷面,這位大方的女科學(xué)家毫無(wú)保留地將照片給后來(lái)的諾獎(jiǎng)得主詹姆斯·沃森看了一眼,他驚呼:“這就證明了我苦苦追求的雙螺旋結(jié)構(gòu)是正確的!”他以700多字在《自然》上發(fā)表了享譽(yù)世界的通訊,并換得諾獎(jiǎng),但這份榮譽(yù)里沒(méi)有富蘭克林。
“20世紀(jì)的科學(xué)如果有三大進(jìn)步的話,我想排第一的是愛(ài)因斯坦(的相對(duì)論),排第二的就是雙螺旋結(jié)構(gòu)。富蘭克林在諾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)的5年前患乳腺癌去世,無(wú)論今天我們?nèi)绾位貞洑v史,她都和這些榮譽(yù)無(wú)緣?!辩姄P(yáng)說(shuō)。無(wú)論如何,諾獎(jiǎng)是不會(huì)追授的,這個(gè)例子也恰好揭示一個(gè)無(wú)奈的現(xiàn)實(shí),在刻著那些寥若晨星的大名的科學(xué)豐碑的背面,是多少無(wú)名的奠基者在做著搬運(yùn)工的事,但歷史只會(huì)篩選出一篇文章或一座獎(jiǎng)杯作為銘記的參考,錯(cuò)過(guò)了就永遠(yuǎn)錯(cuò)過(guò)。
鐘揚(yáng)深深明白這一點(diǎn),所以對(duì)于成果有他自己的看法,他的同事和學(xué)生都認(rèn)為他是淡泊名利的人,只有這樣的人才會(huì)選擇去野外采集種子這種“70年代的老先生才會(huì)干的老掉牙的事”?!澳阒垃F(xiàn)在的科學(xué)家都做些高精尖、高大上的研究,立即可以驗(yàn)證假設(shè)、發(fā)表成果的,所以做他的博士時(shí)甚至我們都覺(jué)得煩了,因?yàn)槟闳ヒ巴獠煞N,采得再多那都不是你的成果,成不了論文畢不了業(yè)啊!”鐘揚(yáng)的藏族博士之一拉瓊這么說(shuō)。
2011年6月8日,中國(guó)農(nóng)科院國(guó)家種質(zhì)庫(kù)的工作人員在試管苗庫(kù)察看植物生長(zhǎng)情況
正如他在《種子方舟》的演講里這樣描述收集種子的意義?!凹僭O(shè)在100年后大家發(fā)現(xiàn)西藏有一種植物有抗癌作用,但由于氣候變化已經(jīng)沒(méi)有了,但是100年前一個(gè)姓鐘的人采過(guò),那時(shí)沒(méi)有人在乎你是不是教授,反正終于發(fā)現(xiàn)了那個(gè)罐子,里面有5000粒,拿出來(lái)一種只有500粒能活,最后只有50粒能結(jié)種子,那個(gè)植物不就恢復(fù)了嗎?”但絕大多數(shù)可能是,這個(gè)植物還在,那么科學(xué)家就連這種嘗試都不用做,收集種子純粹就是為未來(lái)買一個(gè)保險(xiǎn),只是總得有人去做。
鐘揚(yáng)和西藏的結(jié)緣始于剛進(jìn)入復(fù)旦的第一年,而使他成為青藏高原野生種子收集的代言人是緣于一個(gè)契機(jī)。2002年上海市農(nóng)業(yè)投資的大手筆項(xiàng)目“上海農(nóng)業(yè)生物基因中心”正式啟動(dòng),亦被稱作“雜交旱稻之父”的中心主任羅利軍聯(lián)合各個(gè)科研單位,想盡快把這個(gè)基因庫(kù)填滿,他知道西藏有一本叫《金珠本草》的藏藥書(shū),成于1840年,內(nèi)載藥物多于《本草綱目》?!爱?dāng)時(shí)我們就覺(jué)得不僅是農(nóng)業(yè)資源,應(yīng)該拓展到生命科學(xué),正好鐘揚(yáng)的藏族博士扎西次仁從復(fù)旦畢業(yè)回藏,我手頭有點(diǎn)經(jīng)費(fèi)就給了他這個(gè)項(xiàng)目,讓他對(duì)照著書(shū)盡可能去收集資源,但是鐘揚(yáng)對(duì)此興趣極大,自發(fā)在藏大組織團(tuán)隊(duì)去采樣。”羅利軍告訴本刊。
盧寶榮和羅利軍都認(rèn)為,鐘揚(yáng)并不是一個(gè)正統(tǒng)的種子采集者。在生物界有的人一輩子就采集種子、制作標(biāo)本,鐘揚(yáng)并不是,但他最難得的貢獻(xiàn)是在西藏培養(yǎng)了一批當(dāng)?shù)氐牟杉?。雖然我國(guó)從五六十年代就開(kāi)始在組織科考隊(duì)考察各種極端環(huán)境下的生物資源,但是西藏并無(wú)本土的科研力量做這些事?!爸锌圃褐参镅芯克两癖4嬗?00萬(wàn)份植物標(biāo)本,那是解放前就開(kāi)始做的,采集種質(zhì)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。國(guó)家早意識(shí)到種質(zhì)對(duì)改良品種的重要性,從國(guó)家級(jí)到省市級(jí),已建立起一個(gè)種質(zhì)資源系統(tǒng)?!北R寶榮說(shuō)。
對(duì)于生物學(xué)家、植物學(xué)家來(lái)說(shuō),有兩種途徑可以通過(guò)種質(zhì)資源來(lái)研究課題,一種是利用各地標(biāo)本館已有的標(biāo)本和種質(zhì)庫(kù)儲(chǔ)存的樣本,回到實(shí)驗(yàn)室研究,這一方法本身就有一批強(qiáng)大的采集力量做野外奠基,服務(wù)于一些科研單位;另一種是親自采集,因?yàn)閷?duì)于有些科學(xué)家而言,他需要從全程上都自行把控,以充分驗(yàn)證自己的研究。羅利軍認(rèn)為鐘揚(yáng)是屬于后者?!氨热缯f(shuō)擬南芥是世界上海拔最高的模式植物(相當(dāng)于果蠅、小白鼠),很多科學(xué)家想得到它以檢測(cè)里面有別于低海拔擬南芥的特殊基因,這就相當(dāng)于一個(gè)人每往一個(gè)高海拔去抽自己一管血,來(lái)研究人對(duì)極端環(huán)境的應(yīng)激反應(yīng)。鐘揚(yáng)就是要親自去找那種東西,他只相信自己看到的東西?!?h3>青藏高原:種子富礦
青藏高原有1000多種植物特有種,從來(lái)沒(méi)有被徹底盤(pán)點(diǎn)過(guò),就連世界首屈一指的種質(zhì)庫(kù)英國(guó)皇家邱園也找不到一顆西藏的種子。要盤(pán)點(diǎn)這些生物家底并不容易,僅收集種子樣本一項(xiàng),一年就至少要收集600個(gè)物種,每一個(gè)物種樣本都要收集5000顆種子,不同的樣本種群所在地相隔的直線距離還不能少于50公里。按此計(jì)算,鐘揚(yáng)一年至少行走3萬(wàn)公里。
青藏高原是國(guó)際生物多樣性的熱點(diǎn)地區(qū),在全世界第一批確定的20多個(gè)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)中,我國(guó)就有3個(gè),其中最為重要的是以橫斷山區(qū)為特征的青藏高原。青藏高原的植物數(shù)量按科的等級(jí)有212科,占我國(guó)的32.9%,在屬的等級(jí)它占到38%,其中有6000例能結(jié)種子的高等植物,占我國(guó)的18%,其中更有1000種是只有西藏才有的特有種。
10年來(lái),鐘揚(yáng)和他的團(tuán)隊(duì)收集了上千種植物的4000萬(wàn)顆種子,存放在各地的種質(zhì)庫(kù)冰庫(kù)中,可保存100年到400年不等。他們用3年時(shí)間,將全世界僅存的西藏的3萬(wàn)棵巨柏登記在冊(cè)。前年,鐘揚(yáng)團(tuán)隊(duì)終于在反復(fù)考證后進(jìn)入了夢(mèng)寐以求的墨脫,一個(gè)離中印邊境25公里的地區(qū),50年來(lái)植物學(xué)家很少涉足。即使是在珠峰和日喀則之間,需用7天時(shí)間騎馬進(jìn)入的嘎瑪溝,百年來(lái)都未有植物學(xué)家留下記錄,所以藏區(qū)的物種量被認(rèn)為是低估了的。endprint
而在國(guó)外,野外訓(xùn)練幾乎是植物學(xué)家的第一道門(mén)檻。曾經(jīng)在澳洲有一位新西蘭裔著名教授拒接了鐘揚(yáng)的一個(gè)學(xué)生的留學(xué)申請(qǐng)?!皩?duì)方嫌我們底子太薄,說(shuō)我們研究生去野外訓(xùn)練的時(shí)間太多。而他本人,高中的時(shí)候就把南極、北極都去過(guò)了。后來(lái)我才知道他父親是新西蘭古生物學(xué)會(huì)主席?!辩姄P(yáng)在一篇散文里這樣寫(xiě),其實(shí),他們一直在尋找的很多仍未被發(fā)現(xiàn)的特有種都是在殖民時(shí)代的英聯(lián)邦科學(xué)家的文獻(xiàn)里看到的,這種差距讓他更明白在藏區(qū)培養(yǎng)播種人才的重要性。
現(xiàn)西藏大學(xué)生物學(xué)系的副教授拉瓊是鐘揚(yáng)第二個(gè)在復(fù)旦培養(yǎng)的藏族博士,他說(shuō)起西藏曾經(jīng)的生物學(xué)研究力量,寒磣得叫人咋舌。上世紀(jì)90年代初,拉瓊作為西南師范大學(xué)的生物學(xué)本科生分配到藏大生物系做教師,“當(dāng)時(shí)甚至還有很多老師是大專畢業(yè)的,在那里教本科生,教得很簡(jiǎn)單”。直到2003年,這種情況有所改觀,拉瓊得益于學(xué)校和挪威卑爾根大學(xué)的一個(gè)合作項(xiàng)目,去那兒讀了3年碩士,課題是“青藏高原生物多樣性研究”,2006年回西藏,鐘揚(yáng)已經(jīng)是那里的援藏教師,并幫助藏大獲得了第一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金。
鐘揚(yáng)十分高興能夠遇見(jiàn)這么一個(gè)有著國(guó)際化視野的藏族青年教師,彼時(shí)的藏大生物學(xué)系甚至還沒(méi)有碩士點(diǎn),他將拉瓊視作可在當(dāng)?shù)厣l(fā)芽的“種子”,連著好幾年慫恿他報(bào)考復(fù)旦的博士。“2009年有一次,他在拉薩飛上海前在機(jī)場(chǎng)突然給我電話,又催我說(shuō),這個(gè)讀博的事你考慮得怎么樣了?”他總覺(jué)得鐘揚(yáng)對(duì)培養(yǎng)藏族學(xué)生有著特殊的熱情,2011年當(dāng)他真的考上了復(fù)旦植物學(xué)博士,才真正領(lǐng)略到野外采集所費(fèi)的苦功。
在無(wú)前人可循跡的西藏高海拔地區(qū),這個(gè)三四個(gè)人的團(tuán)隊(duì)往往開(kāi)車就走,大海撈針一般找植物。雖然每次出野外會(huì)列一份基本的工作清單,但往往被無(wú)規(guī)律可循的物種分布所打破,參照英國(guó)邱園所定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),每種樣本的種子數(shù)量應(yīng)在5000顆,但這在一個(gè)種群都分布稀廣的西藏是成倍的難度系數(shù),有時(shí)他們只能找到500顆。
就拿收集海拔4000米以上的香柏為例,他們?cè)诟咚俟飞祥_(kāi)到盡頭,就走搓板路,睡連藏民都不住的牦牛皮搭建的帳篷。因?yàn)閲?yán)重缺氧,帳內(nèi)的煤油燈根本點(diǎn)不亮,加了更易燃的酒精,也勉強(qiáng)只燃了1分鐘。蓋著3床被子仍然冷得瑟瑟發(fā)抖,幾乎不能合眼。長(zhǎng)期在這種條件下,鐘揚(yáng)因?yàn)榉峭辽灵L(zhǎng),心跳降到每分鐘44次,他曾在演講里講他總結(jié)過(guò)18種高原反應(yīng)。“長(zhǎng)期出野外,這都是有可能的。”拉瓊說(shuō)。
2011年,他們拿到了一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金的重點(diǎn)項(xiàng)目,課題名為“青藏高原極端環(huán)境下植物基因組變異及適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制研究”,開(kāi)始尋找一種叫鼠麴雪兔子的植物,被記載生長(zhǎng)在海拔6000米以上,它是雪兔子(雪蓮的學(xué)名)中長(zhǎng)得最高的物種,他們的目的是找出這種植物之所以適應(yīng)最高海拔的變異機(jī)制。其實(shí)他們?cè)诿總€(gè)海拔點(diǎn)上采集同一個(gè)物種都有一個(gè)共同的目的,即論證它們?cè)诓煌忱锏倪z傳進(jìn)化關(guān)系,這就要求精細(xì)的取樣策略和足夠豐富的樣本以達(dá)到后期的準(zhǔn)確度。
“我們從珠峰大本營(yíng)周圍沒(méi)有找到,再往里走終于看見(jiàn)了武警崗,百般交涉后他們答應(yīng)由一個(gè)武警帶領(lǐng)我們進(jìn)山,我當(dāng)時(shí)覺(jué)得鐘揚(yáng)不是藏族不熟悉山情,進(jìn)去了也沒(méi)多大意思,可能還會(huì)有危險(xiǎn),我建議他待在帳篷里我們進(jìn)去,他就說(shuō)了一句話:‘你能進(jìn)我也能進(jìn),你能爬我也能爬。當(dāng)時(shí)還惹得我不高興?!崩偦貞洝D切o(wú)人區(qū)的采集很可能無(wú)功而返,而生命的冒險(xiǎn)不是開(kāi)玩笑的。
最終他們?cè)谝惶?400米海拔的冰川退化后裸露的巖石縫里看到了這種高僅10厘米、長(zhǎng)著灰白小絨球花朵的不起眼植物,花形和大小幾乎如同拇指,那就是鼠麴雪兔子,這個(gè)發(fā)現(xiàn)把團(tuán)隊(duì)樂(lè)壞了。它應(yīng)對(duì)著極端環(huán)境下的所有特征,低氧、強(qiáng)風(fēng)、高海拔、強(qiáng)紫外線、晝夜溫差大,所以對(duì)一個(gè)種群內(nèi)遺傳變異的表達(dá)會(huì)非常清晰和凸顯。在生物學(xué)研究的應(yīng)用階段,獲取好的資源是最難的一個(gè)環(huán)節(jié),如果袁隆平?jīng)]有發(fā)現(xiàn)海南的那株雄性不育的“野敗”,雜交水稻也許不會(huì)在那一節(jié)點(diǎn)誕生。
野生種質(zhì)的收集并不像糧食作物的野生近緣種的收集,后者更可能快速地運(yùn)用于農(nóng)業(yè)育種改良,效果是立竿見(jiàn)影的,而在青藏高原上尋找種子是另一回事,它無(wú)法讓你立即“變現(xiàn)”。鐘揚(yáng)的第一個(gè)藏族女博士德吉告訴本刊,在西藏高原,屬種鑒定很困難,有些植物必須等待花期才能鑒別它的種屬,“即使同一個(gè)物種,在不同的海拔梯度上的生長(zhǎng)周期不同,拉薩的開(kāi)花了珠峰的還沒(méi)開(kāi),那么就得分開(kāi)采,今年沒(méi)采到再等來(lái)年。距離太近的樣本基本上在遺傳關(guān)系上是一樣的,那么你也不能采,只能往前走”。
所以針對(duì)一個(gè)物種的采樣策略,越是得在多種生境里采多種族群,每個(gè)族群的種子采集得越多,就越是全面地表達(dá)它的遺傳多樣性。在高原上采種和在平原上有很大區(qū)別,上海辰山標(biāo)本館的研究員葛斌杰時(shí)常在華東地區(qū)采樣,他這樣形容道:“采樣并不是把上千粒種子從一棵樹(shù)上剪下來(lái),采樣的目的是保存遺傳多樣性,不然就好比人是一個(gè)種,你把所有中國(guó)人的DNA采完給火星人,說(shuō)這就是人……全球有30萬(wàn)個(gè)植物物種,在不同的生境和環(huán)境因子下同種植物的表現(xiàn)形態(tài)不同,西藏的種群數(shù)量比較少,不知道下次碰到會(huì)是什么時(shí)候,所以在同種里多采會(huì)有難度?!?/p>
他是這樣解釋遺傳學(xué)功底和采樣策略之間的關(guān)系的,比如說(shuō)生長(zhǎng)于舟山東極島上的薜荔,一種無(wú)花果屬的植物,它是靠一種共生的榕小蜂授粉來(lái)播種,每年花期時(shí)榕小蜂載著花粉向東海沿海擴(kuò)散,“經(jīng)過(guò)遺傳學(xué)分析,可以得出東極島是遺傳多樣性較高的源頭,所以要保存這個(gè)種,當(dāng)然應(yīng)該往東極島采種”。
而德吉覺(jué)得,收集種子的最終目的除了為科學(xué)家自身的研究服務(wù),更長(zhǎng)遠(yuǎn)的價(jià)值在于保護(hù)瀕危物種,也就是前面說(shuō)的為未來(lái)買個(gè)保險(xiǎn)。形象地來(lái)說(shuō),就是“通過(guò)一種分析計(jì)算法來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)種在遺傳上的遠(yuǎn)近,如果是兄弟,那么在遺傳信息上會(huì)有疊加,而有些物種隔了很遠(yuǎn),無(wú)法交流就導(dǎo)致其遺傳關(guān)系特別單一,而獨(dú)立的種群就預(yù)示著可能瀕危,所以我們就要保護(hù)了”。
鐘揚(yáng)團(tuán)隊(duì)就是一邊在研究自己的課題,一邊在為國(guó)家的種質(zhì)庫(kù)提供資源,只是后者可能是為后人做嫁衣,耗時(shí)長(zhǎng),經(jīng)費(fèi)又少?!笆澜缟嫌卸嗌倭岘嚨幕▋?,出沒(méi)于雕梁畫(huà)棟;唯有那孤傲的藏波羅花,在高山礫石間綻放?!边@首藏語(yǔ)詩(shī)經(jīng)常在他們的團(tuán)隊(duì)里傳誦。鐘揚(yáng)曾經(jīng)在演講里雙眼發(fā)光地宣稱,他們對(duì)青藏高原植物的研究再次印證了達(dá)爾文的正確?!斑@是真實(shí)的科學(xué),在青藏高原那種極端的地方,完全是自然選擇的結(jié)果,那種環(huán)境下中性選擇的意義都被極大地降低,全部要靠?jī)?yōu)秀的基因在那里表達(dá)?!眅ndprint
七年前,鐘揚(yáng)團(tuán)隊(duì)參與了科技部的重點(diǎn)項(xiàng)目“青藏高原特殊生境下野生植物種質(zhì)資源的調(diào)查與保存”,項(xiàng)目由中科院昆明植物研究所牽頭,聯(lián)合各科研單位收集青藏高原的野生種質(zhì),保存于所里的西南種質(zhì)庫(kù)。西南種質(zhì)庫(kù)從種屬規(guī)模上來(lái)講是亞洲第一的野生植物種質(zhì)庫(kù),建成于2007年,其采集標(biāo)準(zhǔn)和軟件系統(tǒng)建設(shè)一定程度上脫胎于英國(guó)皇家邱園的指導(dǎo),是與國(guó)際接軌的。這個(gè)項(xiàng)目是國(guó)家首次對(duì)青藏高原的植物家底進(jìn)行系統(tǒng)收集和標(biāo)準(zhǔn)化保存,5年后結(jié)項(xiàng)時(shí)共留存有近11萬(wàn)份包括了種子、標(biāo)本和DNA材料的種質(zhì)資源,種子的份數(shù)占青藏高原分布種子植物科種屬的63%。
在英國(guó)皇家邱園受訓(xùn)過(guò)的西南種質(zhì)庫(kù)采集部主管蔡杰告訴本刊:“每種種子至少5000顆的標(biāo)準(zhǔn)是邱園的,但是青藏高原上的一些特有種群如果采不到5000顆,我們就要求500顆。采集信息是一張比較復(fù)雜的表,你要填寫(xiě)盡量完整的信息鏈,才是高效的樣本?!稓W洲植物志》做到第二版的時(shí)候,物種分布量直接打到版圖的點(diǎn)上,他們能通過(guò)標(biāo)本數(shù)量來(lái)推演分布集中的區(qū)域,甚至模擬氣候變化?!?/p>
世界范圍的種質(zhì)資源賽在發(fā)達(dá)國(guó)家一直不見(jiàn)銷煙地進(jìn)行著,耗資8000萬(wàn)英鎊的英國(guó)邱園“千年種子庫(kù)合作計(jì)劃”(Millenium Seed Bank Partnership)就旨在以技術(shù)輸出的方式納入各國(guó)的種質(zhì)資源,并計(jì)劃在2020年收集到全世界25%的植物物種。2008年挪威在北極圈斯瓦爾巴特群島上的“世界末日種子庫(kù)”又轉(zhuǎn)移了同行的目光,該庫(kù)按照美國(guó)國(guó)家黃金儲(chǔ)存庫(kù)諾克斯堡的安全模式建造,外面包圍著一米厚的鋼筋混凝土墻,隧道里有數(shù)道安全性能極高的密封門(mén)。
這里是北極的永久凍土帶,自動(dòng)溫控系統(tǒng)會(huì)使空氣交換機(jī)和制冷設(shè)備交替工作,把溫度常年控制在零下18℃,據(jù)說(shuō)儲(chǔ)存期限最久的應(yīng)該是高粱,大約能存放1.95萬(wàn)年。2011年日本海嘯后,岡山大學(xué)大麥胚質(zhì)研究中心決定將575個(gè)樣本送入到“末日種子庫(kù)”中,然而其僅是紛紛登上這座“種子方舟”的110個(gè)國(guó)家之一。農(nóng)業(yè)大國(guó)對(duì)于種子的情結(jié)可謂深入骨髓,誰(shuí)知道這些沉睡的種子不會(huì)促發(fā)第二次綠色革命?60年代,僅僅由于墨西哥國(guó)際小麥發(fā)展中心的諾曼·博洛格(Norman Borlaug)發(fā)現(xiàn)了一顆小麥近緣種的“矮稈”基因,從此改變了它易受風(fēng)倒的弊病,并掀起增產(chǎn)的大革命。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的統(tǒng)計(jì)資料顯示,截至2010年,全世界有近1750座種質(zhì)庫(kù)。
有一個(gè)故事經(jīng)常被中國(guó)致力于種質(zhì)資源保護(hù)的學(xué)者提及,1974年9月,美國(guó)派出一個(gè)植物代表團(tuán)訪問(wèn)中國(guó),其中有著名大豆遺傳學(xué)家布爾納德,當(dāng)他從上海虹橋機(jī)場(chǎng)離開(kāi)中國(guó)時(shí),在候機(jī)樓邊上采到一株野生大豆并帶了回去,這株大豆就是現(xiàn)今轉(zhuǎn)基因大豆的藍(lán)本。30年后,我國(guó)放開(kāi)了大豆進(jìn)口限制,轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。獼猴桃的故事總是不經(jīng)意間就擺在了眼前,任意分布的種質(zhì)資源本身沒(méi)有專利,但被“高精尖”轉(zhuǎn)化為成果后,就有了專利和定價(jià)權(quán)。
10月的一天,本刊記者在上海西南角的上海農(nóng)業(yè)資源基因中心遇到在此做博士后的夏輝研究員,他在復(fù)旦讀研時(shí)也曾受教于鐘揚(yáng)。這里小規(guī)模地保存著7種農(nóng)作物的樣本,可是光水稻就有22萬(wàn)份,和外頭和煦的秋光相比,庫(kù)內(nèi)的空氣干燥、黝黯又凜冽?!澳憧?,我們收集到現(xiàn)在也只不過(guò)幾個(gè)物種?!毕妮x說(shuō)。
在四五個(gè)不同的零下溫度的庫(kù)房里,所有樣本被封存在小鋁錫袋里,貼上序列號(hào),檔案般齊整地列在不銹鋼貨架上……夏輝感嘆,有特色的種子有時(shí)可遇不可求,而青藏高原的種子會(huì)充滿潛質(zhì),“應(yīng)該說(shuō)鐘老師現(xiàn)在做的工作是個(gè)鋪墊,等收集完了,就是他擅長(zhǎng)的數(shù)理分析了,未來(lái)十年可能碩果累累”。他也補(bǔ)充了一句:“雖然他的團(tuán)隊(duì)會(huì)繼續(xù)收集和研究,但在配套資金上,誰(shuí)出面申請(qǐng)是不一樣的,所以這也是個(gè)問(wèn)題?!眅ndprint