为海洋生物研究奠定基石——中科院海洋所科技报国70年系列报道之七

为海洋生物研究奠定基石——中科院海洋所科技报国70年系列报道之七

作者 | 刘如楠 廖洋

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中科院南沙考察队信义礁立碑

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发现并发表的深海新物种

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深海采样

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西太平洋海山生物多样性

滚滚波涛蕴宝藏,茫茫大洋潜奇珍。海洋是生命最初诞生的家园,也是生物多样性极为丰富的地方。中国科学院海洋研究所(以下简称“海洋所”)海洋生物分类与系统演化实验室(以下简称“分类室”)“寻宝”70年,采集生物标本80多万号,发现海洋生物1新亚纲、6新科、93新属、1774新种,发表的海洋无脊椎动物和鱼类占国内同类新物种总数的65%;出版专着140多部、论文近2000篇。

截至2019年,《中国动物志》中涉海动物志共出版46卷,其中海洋所主持编写并出版29卷,参编3卷;出版《中国海藻志》共6卷15册中的5卷10册,参编1册。

他们的研究涉及微生物、海藻、原生动物、各类无脊椎动物到鱼类等几乎所有重要的海洋生物门类,基本摸清了我国近海海洋生物的物种构成、区系特点和资源状况,为我国海洋生物研究奠定了厚重的基石。

初具雏形

1950年8月,海洋所的前身“中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室”成立,中国科学院动物研究所的张玺、刘瑞玉、齐钟彦等人从北京来到青岛,组建起海洋无脊椎动物研究组,与张孝威、成庆泰等组成的海洋鱼类研究组,曾呈奎等人组成的海洋植物研究组共同构成了早期海洋生物分类研究的主要力量。

成立之初,每个研究组只有两三个人,主要在黄渤海开展标本采集和分类调查等工作。于1957年扩展成3个相应的研究室。

1958年,我国开展首次全国海洋综合调查,3个研究室全员参与其中,依托“金星”号科考船,完成了首次大规模的海洋生物采样。曾呈奎、刘瑞玉等带领团队从黄渤海向东海、南海进发,最远行至西沙群岛、南沙群岛,初步认识了我国近海生物多样性组成和区系特点,海洋生物分类研究雏形初现。

曾呈奎、刘瑞玉、张福绥三位院士在海藻、对虾、扇贝分类学和生活史研究方面的成果,为我国前三次海水养殖浪潮的兴起奠定了理论基础。郑守仪院士在有孔虫方面的成果使我国在该领域研究后来居上,跻身世界先进行列。

这些老一辈的分类专家们,几十年如一日地填补着各自研究领域的空白,使近海生物分类的图卷日趋完整,逐步摸清了中国海洋生物多样性的家底。

“外出采集时,浸泡标本用的酒精、福尔马林溶液不允许带上火车,我们只能在临行前倒掉溶液,用纱布、棉花把标本包起来。为了不散发出气味,铁桶盖都要焊死。”现年88岁的研究员王永良回忆。

经过历次的海洋生物调查与采集,海洋所拥有包括南、北极及57个国家和地区的80多万号标本,含模式标本2300余号,丰富的生物样品资源构成了目前我国规模最大、亚洲馆藏量最丰富的标本馆。期间,陆续发表了大量的分类报告、研究论文和专着。

迎来寒冬

1984年,由于国内研究重心的转变,生物分类项目经费急剧减少,海洋生物分类研究迎来了一次“寒冬”。

工资发不下来,大家只能各自想办法,有人去其他研究组找活计,有人整理以前采集的标本,艰难度日,还有人干脆转行。

刘瑞玉加入了对虾养殖工作,春季放苗,秋季收虾,冬季继续做生物分类的课题,拿养殖的钱补贴分类研究,坚持了好几年。期间,他首次搞清中国对虾产卵习性和生活史,大力推动了中国对虾人工育苗和水产增、养殖农牧化,并提出合理开发方案和大力加强水产资源增、养殖发展及农牧化的建议,推动了全国海岸带经济社会和相关产业的发展。

到1990年,中国动物志和植物志编辑委员会将涉及海洋生物的编写工作大部分交给海洋所,原分类研究室的成员得以回归。

1996年,随着海洋所学科调整,原有的3个研究室合并为海洋生物分类与系统演化研究室。2002年,中国科学院海洋生物标本馆成立,该研究室并入其中。

海洋生物分类研究真正走出困境则是在2000年。国家开始认识到生物分类学科的基础性和重要性,开始支持处于谷底的分类学科。海洋所也设立了生物多样性专项,尤其在中科院海洋专项的支持下,培育青年分类人才。研究项目的支持使其逐渐恢复壮大。

奠定基石

2004年后,即便有了国家层面的支持,分类研究仍备受质疑:海洋生物分类已经做了这么多年,有什么用呢?还有必要坚持做下去吗?

“分类作为最基础的学科,像是大楼的地基,看起来好像没什么用,但缺少了就不行。大家总喜欢关注一座大楼的高度、外形,很少有人关注下面的地基,但没有基石,大楼会摇摇欲坠。”分类室主任徐奎栋说。

以刘瑞玉为代表的专家及所领导,开始重新思考并梳理分类学科的优势和特色。

2007年,研究所重新成立了海洋生物分类与系统演化实验室,成为国内目前唯一成建制的分类研究单元。

同年,分类室争取到了中科院知识创新工程重要方向项目和科技基础工作专项课题,承担了自“八五”以来《中国动物志》29卷、《中国海藻志》6卷的编研。近10年,平均每年获得国家自然科学基金5-6项,在海洋生物分类学科基金争取方面成为国内翘楚。2014年争取到海洋生物DNA条形码科技基础工作专项,进一步推动了海洋生物的分子分类研究。

“上世纪80年代开始分类研究人才出现断代,有了这些项目,一大批分类老专家们又有了用武之地,把年轻人也逐渐带起来了,逐步实现了新老更替,这对分类室的发展至关重要。”徐奎栋说。

至今,分类室已从成立之初的14人扩展为36人,汇聚了一支海洋生物门类齐整、研究力量雄厚的分类学研究团队,涉及了我国几乎所有重要海洋生物门类的分类研究。

挺进深远海

2013年以来,分类室开始由以近海为主的研究,逐步拓展到深远海。深海研究不同于近海,在近海研究积累的装备和经验,到了深海可能完全不适用,只能从头开始摸索、学习。

在中科院A类先导科技专项、科技基础资源调查专项、国家自然科学基金重点项目等支持下,分类室系统开展了西太平洋海山生物多样性探测与研究,参与了热液、冷泉的系统学研究,获得了6000余号600多种大型生物样品,8000多株微生物样品;发现并发表了深海生物1新科、2新亚科、6新属、82新物种。

在深海生物的起源和系统演化方面,通过对热液多毛类多鳞虫的系统学研究,提出西太平洋是热液多鳞虫的起源与扩布中心的观点;基于对热液阿尔文虾种属的分子系统发育分析,提出西太平洋在阿尔文虾的起源扩布中可能起到关键作用……

大鹏之动,非一羽之轻也;骐骥之速,非一足之力也。分类室的科研人员不遗余力地撷取海洋中的“宝贝”,探索生物演化特征规律,绘制近海生物种类与分布的概貌。

如今,他们已经挺进深海大洋,继续挥毫作画,这幅海洋生物图卷必将更加完整绚丽、丰富多彩。

《中国科学报》 (2020-07-31 第3版 转移转化)

编辑 | 赵路

排版 | 志海

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