最近，中國(guó)科學(xué)院版納熱帶植物園（以下稱版納植物園）研究員王剛收到一封郵件恭喜他，以他為通訊作者于2024年8月發(fā)表在《整合動(dòng)物學(xué)》的研究，獲評(píng)了2024第三季度“Wiley威立中國(guó)高貢獻(xiàn)作者”論文。這一獎(jiǎng)項(xiàng)主要通過(guò)論文下載量來(lái)評(píng)選。
王剛團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)去被認(rèn)為是“專情”的動(dòng)植物傳粉組合，也會(huì)“分分合合”。當(dāng)時(shí)論文一經(jīng)發(fā)表，正好趕上9月底的榕樹(shù)與榕小蜂創(chuàng)新研究國(guó)際研討會(huì)，同行對(duì)他的研究進(jìn)行了激烈討論，有不少學(xué)者對(duì)論文觀點(diǎn)進(jìn)行了駁斥。因?yàn)樗倪@項(xiàng)“小工作”挑戰(zhàn)了一個(gè)被推崇幾十年的生物學(xué)經(jīng)典理論——協(xié)同進(jìn)化成種機(jī)制。
挑戰(zhàn)一個(gè)經(jīng)典理論會(huì)經(jīng)歷什么？
質(zhì)疑，爭(zhēng)論，已經(jīng)是王剛近年來(lái)的科研日常了。這得從他更早的一項(xiàng)研究談起。
達(dá)爾文彗星蘭有著狹長(zhǎng)的花矩，長(zhǎng)喙天蛾有長(zhǎng)長(zhǎng)的喙伸進(jìn)花矩授粉，這是協(xié)同進(jìn)化的奇妙手筆，二者是一對(duì)進(jìn)化上的完美“搭子”。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，這類專性傳粉組合互利互惠，“搭子”彼此高度綁定，授粉者不會(huì)給其他植物傳粉，也沒(méi)有其他授粉者給植物傳粉，“一對(duì)一”的專性關(guān)系驅(qū)動(dòng)了二者的特化與協(xié)同演化。一個(gè)物種性狀的進(jìn)化，作為對(duì)另一物種性狀的響應(yīng)，而后一物種又對(duì)前一物種性狀的響應(yīng)而進(jìn)化。
類似的專性授粉組合還有無(wú)花果樹(shù)，也就是榕樹(shù)，與專門(mén)為其授粉的蜂。王剛從碩士期間就開(kāi)始做榕樹(shù)-榕小蜂系統(tǒng)的研究，當(dāng)時(shí)的他，也把傳粉系統(tǒng)一對(duì)一協(xié)同分化的機(jī)制奉為真理。
但隨著研究的深入，他開(kāi)始思考：“植物與傳粉者如果只能通過(guò)嚴(yán)格的專性關(guān)系協(xié)同成種，兩者一直匹配得很好，最終攀到了適合度最高的“進(jìn)化山頂”，還有什么動(dòng)力繼續(xù)改變并促進(jìn)物種分化吶？”與此同時(shí)，榕樹(shù)-榕小蜂這個(gè)最古老的專性授粉系統(tǒng)，已經(jīng)被觀測(cè)到違背一對(duì)一傳粉、轉(zhuǎn)移宿主的現(xiàn)象。
鉆入無(wú)花果的榕小蜂。王剛攝影
2018年，還是助理研究員的王剛在上海參加學(xué)術(shù)會(huì)議，匯報(bào)了自己計(jì)劃提出的榕樹(shù)-榕小蜂協(xié)同物種多樣化機(jī)制的新假說(shuō)和主要證據(jù)。這項(xiàng)研究揭示了部分榕樹(shù)-榕小蜂通過(guò)傳粉關(guān)系的分分合合實(shí)現(xiàn)協(xié)同物種多樣化的基因組和行為證據(jù)，指出這兩個(gè)被認(rèn)為一對(duì)一綁定物種的進(jìn)化的模式應(yīng)該是發(fā)散式的。王剛的這個(gè)發(fā)現(xiàn)也印證了美國(guó)學(xué)者1980年提出的觀點(diǎn)，即協(xié)同進(jìn)化“搭子”并不是必須要相伴一生不分離的。
這場(chǎng)報(bào)告從上午9:30開(kāi)始，本應(yīng)控制在半小時(shí)之內(nèi)，結(jié)果卻遲遲無(wú)法結(jié)束。一位業(yè)內(nèi)權(quán)威的法國(guó)同行不斷對(duì)王剛拋出問(wèn)題——“你分析的榕樹(shù)在全球是否有足夠代表性”“你使用的基因組數(shù)據(jù)質(zhì)量是如何保證的”，臺(tái)上臺(tái)下，你來(lái)我往，這場(chǎng)“爭(zhēng)辯”一直持續(xù)到中午，不得不暫時(shí)中斷。
會(huì)后，他與這位法國(guó)同行同乘一輛出租車，繼續(xù)未完的“交鋒”。直到深夜，法國(guó)同行索性向他發(fā)出邀請(qǐng)：“來(lái)我實(shí)驗(yàn)室，咱們一起從頭做分析？”
但王剛選擇了留在國(guó)內(nèi)，繼續(xù)為自己的想法完善證據(jù)鏈。
2021年，王剛的研究取得了重要進(jìn)展。他與團(tuán)隊(duì)用可靠的基因組證據(jù)揭露，從進(jìn)化時(shí)間尺度上來(lái)看，榕小蜂從來(lái)就不是“專情”的，而會(huì)廣泛地“移情別戀”，給其他榕樹(shù)物種傳粉，導(dǎo)致不同榕樹(shù)物種的雜交，貫穿了協(xié)同進(jìn)化歷史。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步表明榕樹(shù)-榕小蜂并非完全遵循專性關(guān)系主導(dǎo)的協(xié)同進(jìn)化成種理論。
這項(xiàng)成果最終發(fā)表在了《自然—通訊》，但審稿過(guò)程也是一波三折。審稿人不斷質(zhì)疑分析方法與結(jié)論解讀，后來(lái)王剛整理審稿意見(jiàn)時(shí)才發(fā)現(xiàn)，說(shuō)服審稿人的四輪討論竟用了101頁(yè)紙。
文章發(fā)表后，越來(lái)越多同行開(kāi)始重視專性傳粉關(guān)系體系中的植物雜交現(xiàn)象。
“生死綁定”還是“分分合合”？
然而，要進(jìn)一步捍衛(wèi)發(fā)散式的協(xié)同成種理論，還需要更具普適性的證據(jù)。
2024年8月，王剛團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《整合動(dòng)物學(xué)》的最新論文，又拓寬了研究廣度，結(jié)果顯示，除了榕樹(shù)-榕小蜂，其他“專一”授粉組合，在進(jìn)化過(guò)程中都有過(guò)高頻率的“分手”，分手事件同樣促進(jìn)了物種的分化與多樣性產(chǎn)生，表明發(fā)散式的協(xié)同進(jìn)化具有普適性。
但要徹底撼動(dòng)經(jīng)典理論依然很困難?！皻w根到底，我們對(duì)于動(dòng)植物進(jìn)化過(guò)程的的了解只能通過(guò)推測(cè)，而不能重現(xiàn)?！蓖鮿偨忉?。
不過(guò)，進(jìn)化留下的痕跡還是有跡可循的。
這一研究中，王剛系統(tǒng)性調(diào)查了6個(gè)經(jīng)典的專性傳粉系統(tǒng)，分析了動(dòng)植物組合所經(jīng)歷的分化事件。在協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育分析中，由基因信息可以得到植物與授粉者各自的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，進(jìn)一步比對(duì)兩棵進(jìn)化樹(shù)的分支和當(dāng)前出傳粉關(guān)系，就能看到物種分化事件的發(fā)生。
“如果植物與授粉昆蟲(chóng)同步發(fā)生分化，你變成兩個(gè)物種，我也變成兩個(gè)物種，分化后還是一對(duì)一，就是協(xié)同物種形成事件?！钡鮿傔M(jìn)一步解釋，兩者的分化也會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，例如一方分化出新種而另一方?jīng)]有變化，就說(shuō)明有非協(xié)同事件導(dǎo)致了分化差異。而這類非協(xié)同成種事件包括宿主轉(zhuǎn)移、獨(dú)立成種、關(guān)系破裂，例如昆蟲(chóng)找了新歡植物，或者植物開(kāi)始采用新的傳粉方法……
有意思的是，王剛在這項(xiàng)專性傳粉系統(tǒng)的研究中發(fā)現(xiàn)，協(xié)同成種事件僅占14%~44%，還不到一半，非協(xié)同成種事件在進(jìn)化中反而更占主導(dǎo)。這與經(jīng)典理論中，協(xié)同分化主導(dǎo)成種的進(jìn)化格局不符。
這一結(jié)果證明了，植物與授粉昆蟲(chóng)的傳粉組合并非相守一生，共同多樣化通過(guò)更復(fù)雜的“分分合合”的動(dòng)態(tài)過(guò)程實(shí)現(xiàn)。王剛認(rèn)為，它們靈活的協(xié)同進(jìn)化模式，也是生態(tài)系統(tǒng)整體性和動(dòng)態(tài)性的體現(xiàn)。
“在傳統(tǒng)觀點(diǎn)中，由于專性傳粉系統(tǒng)的二者是綁定的，所以關(guān)系一旦破裂，如植物或傳粉者一方的滅絕，另一方也將面臨滅頂之災(zāi)。”王剛告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，然而物種可以通過(guò)“調(diào)整伙伴關(guān)系”來(lái)適應(yīng)新挑戰(zhàn)，所以，面對(duì)氣候危機(jī)時(shí)，既要警惕風(fēng)險(xiǎn)，也要意識(shí)到物種在危中也有機(jī)遇。“這也同樣提示我們，不能完全從靜止的視角出發(fā)，要從動(dòng)態(tài)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)視角制定保護(hù)策略?！?span style="display:none">h2B流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM
“協(xié)同進(jìn)化理論像一根鐵絲，大家過(guò)去已經(jīng)掰到了一個(gè)方向。我強(qiáng)調(diào)往另一方向掰的重要性，自然就顯得好像我在跟大家唱反調(diào)?！蓖鮿傂χf(shuō)。
然而，重要的永遠(yuǎn)是用證據(jù)說(shuō)話。
“版納植物園有著得天獨(dú)厚的自然資源，在自然雨林旁邊工作，可以對(duì)生態(tài)有更細(xì)致、動(dòng)態(tài)的觀察?！边@也給了王剛堅(jiān)持下去的信心。
高山榕。王剛攝影
科學(xué)家可以好好“吵架”
挑戰(zhàn)經(jīng)典，直面爭(zhēng)議，王剛對(duì)此很坦然。在他看來(lái)，科學(xué)家客觀地?cái)[證據(jù)、講事實(shí)、講邏輯，同時(shí)尊重別人不同的觀點(diǎn)，好好“吵架”沒(méi)什么問(wèn)題。
那位曾和王剛激情辯論一整天的法國(guó)同行名叫Jean-Yves Rasplus，他是法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究所的資深科研人員，也是研究榕樹(shù)-榕小蜂協(xié)同進(jìn)化40年的大前輩。早在王剛讀博期間，二人就相識(shí)了。
正是2018年的那場(chǎng)會(huì)議辯論促使二人各自潛心尋找證據(jù)，他們把討論從出租車后座又延續(xù)到了論文中。
2021年王剛的文章發(fā)表后，Jean-Yves Rasplus團(tuán)隊(duì)也于2023年發(fā)表相關(guān)成果，可視為對(duì)王剛文章進(jìn)行的回應(yīng)。他的研究吸收了王剛的證據(jù)與見(jiàn)解，但也更堅(jiān)持專性關(guān)系主導(dǎo)協(xié)同進(jìn)化的理論。
有趣的是，這場(chǎng)看似無(wú)休止的科學(xué)爭(zhēng)論反而加深了兩人的情誼。
“每次Jean-Yves Rasplus來(lái)版納，或者在會(huì)議上碰面，他都會(huì)主動(dòng)找我討論最新進(jìn)展。”兩人上一次見(jiàn)面是2024年11月份，王剛笑說(shuō)：“我非常尊重他，他應(yīng)該比較重視我這個(gè)后輩吧！”
“和所有地中海人一樣，辯論是我生活的一部分?！鳖^發(fā)灰白的Rasplus告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，學(xué)術(shù)辯論是科學(xué)發(fā)展必要的探索過(guò)程，但其意義往往被低估。
Rasplus強(qiáng)調(diào)，辯論必須建立在尊重對(duì)方和對(duì)方工作的大前提下，如果只是為了突出新發(fā)現(xiàn)而詆毀以前的工作，就是不正確的做法了。“Gang是一位出色的研究人員，與他討論總是愉快的，因?yàn)槲覀兌己苤t遜，并且尊重彼此?！?span style="display:none">h2B流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM
2018年“吵架”那天，王剛與同行在城隍廟留念。右一為王剛，右二為Jean-Yves Rasplus。王嶸（右三）供圖
雖然二人學(xué)術(shù)觀點(diǎn)不完全相同，但對(duì)于好好“吵架”的看法不謀而合。
Rasplus認(rèn)為，學(xué)者之間的爭(zhēng)論不只是單純的辯論，還是互相學(xué)習(xí)、表達(dá)客觀建設(shè)性批評(píng)的好途徑，甚至是建立未來(lái)合作的第一步?！斑@是單憑發(fā)論文無(wú)法達(dá)到的效果，也是科學(xué)的魅力所在?！?span style="display:none">h2B流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM
“我們更多是朝著對(duì)方相互靠近，論點(diǎn)得到了某種意義上的中和?！蓖鮿傉f(shuō)，兩種不同的學(xué)術(shù)理論，有時(shí)候不一是對(duì)彼此的駁斥與否定，而是相互補(bǔ)充，是對(duì)科學(xué)問(wèn)題與現(xiàn)象更全面的理解。
畢竟，科學(xué)的意義在于發(fā)現(xiàn)未知。兩人的經(jīng)歷就像發(fā)散式的協(xié)同進(jìn)化，如果人人都有契合的觀點(diǎn)，互相附和，沒(méi)有一點(diǎn)質(zhì)疑和新見(jiàn)解的聲音出現(xiàn)，還怎么促進(jìn)科學(xué)的“進(jìn)化”？
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1111/1749-4877.12886
https://doi.org/10.1038/s41467-021-20957-3
https://doi.org/10.1098/rspb.2015.2963
本文鏈接：挑戰(zhàn)經(jīng)典理論，讓他成為“高貢獻(xiàn)作者”http://www.lensthegame.com/show-11-17814-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營(yíng)利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。