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第二届全国生物系统学学术论坛总结

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生物系统学是探讨阶元内和阶元间的演化关系、研究类群分化与形成机制、明确不同阶元的分布格局及物种多样性形成的学科,是生命科学及其分支科学的基础。现阶段的分类系统将生物分为动物、植物、微生物。然而由于各种历史原因以及各类生物本身的特性,关注类群的系统学研究较为深入,但分支学科之间缺乏有效的交流和合作。中国生物学每个学科领域和重要类群都有专业学会、专业委员会及其例会,但是缺乏跨类群关注生物系统学或进化生物学的专业组织或学术研讨平台。以动物研究为例:研究节肢动物类群和脊椎动物类群的学者,各自已经发展成独立的学术团体。其中中国昆虫学会、中国植物学会都是我国成立最早的学术团体之一。随着人类对于生物系统与进化的认知逐步深入,人们越来越意识到,生物各类群在进化过程中彼此关联,相互影响,密不可分。例如真菌的进化与动植物进化密不可分,昆虫的进化与植物进化和环境的变化密不可分。而分隔的各个学会各自独立开展学术交流活动,事实上阻碍了各门类从事系统学研究的学者们及时掌握其他类群与自己相关的重要动态。实际上,中国生物系统学面临的挑战,在发达国家同样存在。但是这些国家和地区均存在以进化生物学为主线的学会,并定期召开学术研讨会。

随着科学技术的飞速发展以及研究的不断深入,不同类群之间在研究和探索过程中应用相近的学术思路和技术。在进化生物学理论框架内,系统发育关系推断、物种形成、行为/性状/功能、物种互作的出现或消失等方面,各个类群研究方向之间存在着很大程度上的学科内在关联性。生物系统学学科发展也面临一系列新的机遇和挑战:学科正逐步发展成为以解决进化生物学领域的关键基础科学问题为主要导向;分子系统学也已经从单基因、多基因跨入了组学数据为主的大数据时代。大量新思想、新技术、新方法也在不断培育、发展的过程中。

基于上述背景,中国昆虫学会主办,中国科学院青年创新促进会协办,中国科学院动物研究所动物进化与系统学院重点实验室承办了首届全国生物系统学学术论坛(2016年12月9-11日,北京)。第二届全国生物系统学学术论坛由中国植物学会主办,中国昆虫学会、中国菌物学会、中国微生物学会和中国科学院青年创新促进会协办,中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室承办,于2017年12月8日在香山召开,共有全国95个单位近500余人参加了两天半的学术研讨。本次论坛共邀请了36位大会报告人以及7位Workshop报告人。本次学术论坛邀请了本领域国内知名的教授学者包括多名百人、青千、优青以及杰青,同时也邀请了国际知名专家如佛罗里达大学Douglas E. Soltis和Pamela S. Soltis夫妇以及宾夕法尼亚州立大学的马红教授,为参会人员带来了本领域最新的国内、国外的研究进展。

本次论坛在邀请报告人时按照研究方向和科学问题着重关注“生命之树”、“物种形成”、“物种互作”、“谱系地理学” 以及“生物系统学理论与应用”五个方面。本次论坛内容的覆盖范围十分广泛,涉及了动物、植物、真菌、病毒等生物类群,同时也包括现生和古生生物;研究对象包括个体、种群、物种、群落等不同层次。研究手段从形态学,单个或者少量基因向整合方法发展。大量的基因组、转录组的数据结合形态学、行为学、生态学、生物学等特征,以整合的手段来探究生物系统学已经成为“标准”研究思路。报告人研究水平大幅度提高,精彩程度也大幅度提高。洪德元先生、Douglas教授、李德铢研究员等,再次回味了林奈、Darwin、Wallace、Hachael、Hennig等在这个学科领域做出的伟大贡献。Douglas Soltis教授、文军老师、杨祝良老师、白逢彦老师、齐晓光、李家堂和魏鑫丽等的报告,把非常专业的生物系统学或者进化生物学的研究过程和结果,很好地传达给听众,并形成了共鸣。特别是Douglas关于生命之树的高清视频,让我们看到生物系统学专业的成果,也可以以美丽的形式呈现给公众。

我国在生物系统学方面起步较晚。作为生物系统学研究的重要基础之一的分类学目前仍处于非常薄弱的阶段:我国许多类群的基础调查仍不完善,很多重要的国家战略资源数据收集仍然不足,有待不断更新。然而,我国的生物系统学的发展十分迅速,在个别方面已经达到世界一流的水平,尤其随着高通量测序技术以及生物信息学的发展和普及,我国学者在该领域的国际学术地位越来越重要。在我国生物系统学取得一些重大发展的时候,不得不提的是,我们现阶段仍然有很多短板之处:如有关生物系统的理论研究、方法体系方面仍处于落后阶段,现阶段的研究很大程度上依赖于外国专家学者提出的理论和方法。此外,由于受到新兴分子生物学技术迅速发展的冲击,从事于形态学、生物学等基础学科的青年人来越来越少,这些在很大程度上也抑制了我国在生物系统领域上的发展。国内类群研究比较多,问题导向的工作也越来越多,但开展基础理论、方法体系或者交叉学科研究的队伍还很小。有必要打破类群,建立基于理论研究、方法体系、交叉学科(特别和数学)的创新合作。

现阶段,生物分类学人才队伍呈萎缩趋势,尤其系统学青年人才队伍相比其他学科仍非常薄弱。青年人才已经逐渐成为中国生物系统学发展的主要力量:本次会议邀请的报告人中有4-5位都是80后,参会人员中研究生占据了半壁江山。他们都是未来本领域发展的领军人物和坚实基础。会期有两个晚上(9日和10日)特设了卫星论坛性质的workshop讨论。由于会议气氛出乎意料的热烈。原定30人左右的小规模讨论最后在主会场以两百人左右的规模进行。参加此次论坛的青年群体通过研讨,也发现:第一是方法的开发与生物系统学的研究脱节。开发人员更多地关注方法本身,而对方法的可用性关注不多。而对于生物系统学工作者来说,所关心的恰恰是自己的数据如何在一个给定的方法下得到一个有意义的系统演化树。因而对方法的易用性,界面友好性有很高的要求。两者的对接需要有很多工作要做。第二个问题是,因为彼此不熟悉,方法开发者在遇到不能解释的结果时,倾向于归因于生物学原因,而生物系统学工作者在使用软件发现异常结果时,倾向于首先追问软件本身的问题。研究生或职业早期参与一些团队活动,并发出独立的声音,有助于自身的职业发展和学科发展。

本次论坛大会报告的主线是进化理论框架下的生物系统学学术论坛。生物系统学的基础问题几乎总会涉及到进化论。另外,系统发育关系的目的是重建生命树,或者说,以物种为单位重建生命树。组学技术的发展所产生的海量数据如何进行解释的问题,困扰着众多生物系统学研究者。基于统计学方法已经有了一些比较可靠的鉴定物种隔离程度并基于隔离物种重建系统发育关系的方法。应当说,目前在多细胞生物范围内,如何界定物种的问题在一定程度上是可以解决的。在微生物范围内,情况更为复杂一些,例如大部分微生物在实际工作中很难运用生殖隔离检验来划分物种,分类标准在各个类群中很难统一,新的高等级分类阶元又在不断的被发现,处于一种“边争议、边发展”的状态。

在中国学界的努力下,生物系统学得到了广泛关注。生物系统学学术论坛也是在这样的背景下,应运而生。我们期待关心和支持生物系统学和进化生物学的领导、同事和研究生们,能够持续关心、关注这一新生事物,把生物系统学学术论坛办成我们中国生命科学学界一个独特的新标杆。在进化生物学的理论框架内,在经典分类学的基础上,有望形成新的学科增长点。面对新的理论、新的技术方法,学者尤其是青年学者们展现出学习先贤,兼收并蓄,从单纯依赖形态学或者单一来源数据,走向整合系统学的思路,既有新门、新纲等新类群的不断发现,也非常关注基础的科学问题,生物系统学的未来发展生机勃勃。

综上,论坛参会人员达成以下共识:建议成立中国生物系统学联合会;在联合会框架下组织青年系统学工作组、生物系统学交叉学科工作组和科普工作组,大力推进我国生物系统学的学科进步与人才培养;围绕基础科学问题和国家需求,开展生物系统学战略调研和规划。

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