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Phylogeography之父John C. Avise访谈 精选

已有 9897 次阅读 2011-4-10 10:19 |个人分类:生物地理学|系统分类:科研笔记|关键词:生物地理,phylogeography,系统发生地理学,进化生物学| 进化生物学, 生物地理, phylogeography, 系统发生地理学

最新一期Frontiers of BiogeographyVol.2, No.4, 2011)上,刊发了Brett R. RiddleJohn C. Avise的访谈。前者是美国内华达大学(School of Life SciencesUniversity of Nevada)教授,国际生物地理学会(International Biogeography Society)创建者之一和第三任主席。后者是加州大学尔湾分校(School of Biological Sciences, University of California at Irvine)杰出教授,美国科学院院士,国际生物地理学会第三届Alfred Russel Wallace Award获得者。我曾写过一篇文章《享受创新的过程:学科之父John C. Avise,提到进化生物学和生态学几个重要领域的发展都与JC Avise有关,比如Phylogeography(系统发生生物地理学,系统发生地理学,或谱系地理学)和Conservation genetics(保护遗传学)。

两个知名科学家之间的对话,不但对理解学科发展很有帮助(比如Avise谈到如何发展基于核基因组的系统发生地理学),还有很多哲学方面的思考(比如如何看待学科发展中理论和经验的关系,以及看待生命世界的方式)。我觉得阅读知名科学家的访谈性文章,甚至比读很多篇文献有更大的帮助,而这个访谈不但涉及了一些重要的学科发展问题,还有一些有意思的科学故事。一方面可以直接从学科之父那里了解一些想法是如何产生和发展的、以及学科本质和发展方向;另一方面也希望引起大家的思考和讨论,因为对于Avise谈到的问题,或许你也可以试着去解决。这是一个挺长的访谈,包含了很多重要的信息,我将其全文翻译并按主题分了三个部分,为了理解方便,还加入了我的一些批注(大括号蓝色字体)。为让更多的同行了解这些信息,欢迎转载本文链接和摘要(但请不要转载全文)。

第一部分:JC Avise主要谈了Phylogeography的理论内涵、未来发展所面临的挑战、以及如何来应对这些挑战。

Brett R. Riddle. 华莱士被认为是“生物地理学之父”,达尔文是“进化论之父”,林奈是“分类学之父”。现在你是“系统发生地理学之父”,当然,与其他三个相比,这是一个年轻的学科。如果向前看100年,你是否认为系统发生地理学会成为生物多样性科学中与其他三个(biogeographyevolutiontaxonomy)并列的独立学科。

Riddle这个提法,想将phylogeographybiogeographyevolution并列,我并不认同;因为前者只是后两者的分支学科。JC Avise自己也说系统发生地理学应该在进化生物学的整体框架下。】

John C. Avise. 我非常荣幸(也有点不好意思)你将我与这些崇高的名字并列提及。不过,我相信系统发生地理学变革性地改变了我们认识世界的方式,足以使其成为科学史上的一个重要标记。在1980年代中期系统发生地理学成为被认可的学科之前,进化生物学的两个部分一直是割裂的。一方是群体遗传学(population genetics),一个成熟的微进化学科,主要关注种内水平上种群的等位基因和基因型多样性(频率)及其驱动力(如自然选择和遗传漂变)。另一方是系统发育生物学(或系统发生生物学)(phylogenetic biology),主要关注种上水平阶元间的历史关系。在研究生阶段早期,我就认识到一个非常有讽刺意味的(ironic)事实是:虽然群体遗传学和系统发生生物学从根本上都是解决遗传谱系的历史,尽管是在不同的时间尺度上,但两者联系非常少。

BRR. 讽刺的,我同意。系统发生地理学确实充当了这些学科间整合者的角色。

JCA. 嗯,我也这么看。在我看来,恰当的阅悉历史会认为系统发生地理学建立了一些最早的(遗传学中)微进化和宏进化思想之间的桥梁。如果从现在往前看一个世纪,我猜想系统发生地理学仍旧会被认为是一个学科,尽管或许会完全整合到进化研究中去,大部分生物学家也会认为谱系的空间格局将种下和种上水平的进化-遗传历史无缝的连接起来。

BRR. 对,这种整合正在变得越来越清晰。在你看来,由于整合的力量,系统发生地理学是否更成功的促进产生了新的科学问题和研究途径,或者仅是一个用来解决旧问题的新方法?

JCA. 我想两者兼有。就上面提到的意义而言,系统发生地理学是一个有丰富理论内涵的学科;同时它又具有非常实用的方法来研究生物地理问题,很多问题之前就存在,但是有些问题(尤其是种内水平)却很少被提及。随着1970年代线粒体基因数据被引入群体生物学研究,遗传学终于能够揭示物种内和物种间的基因谱系。但在系统发生地理学革新(1980年代中期)之前,这样的分析策略并没有成为通用手段(也没有梦想成为)。因此,系统发生地理学成为一些旧事物和更多新事物的结合体。

BRR. 你如何看待系统发生地理学的概念(conceptual)和经验(empirical)两方面的联系以及它们如何促进这个领域的发展?

JCA. 我觉得它们是协同作用的或相互促进的。比如,线粒体数据【经验】促进了溯祖理论(coalescent theory【概念或理论】的发展,而后者反过来促使我们从更多的基因和物种收集更多的谱系信息。所以,我认为系统发生地理学中数据和理论之间有广泛的反馈作用。实际上,这种协同作用可能是所有年轻且有活力的科学领域的共同特点,一些其他的例子如天体物理学和分子生物学。

BRR. 你是否遇到过一些出乎意料的限制或死路,或者你10-20年前看到的一些问题并没有达到你预想的结果?

JCA. 当然有。比如,我非常奇怪这个领域在核基因谱系的分析和解释方面并没有取得较大的进展。在系统发生地理学发展的头20年里,这个学科一直与细胞质基因组【如线粒体和叶绿体】紧密联系在一起,这些不发生重组的单倍体DNA能够提供相对清晰的谱系信号。因此,本领域一个重大挑战是增加对核基因组遗传谱系的概念和经验(数据)的积累和理解,毕竟每个物种绝大部分遗传历史信息蕴含在其中【核基因组相较细胞质基因组大得多,因此蕴含了更多的信息】

BRR. 那到底是方法上的限制,还是理论上的限制?是技术上的问题吗,或者说人们并没有想出如何处理核基因组?

JCA. 肯定部分是因为技术方面的限制。比如,一个最直接的障碍是如何从双倍体组织中分离和鉴定核单倍型。虽然在模型系统中有几种方法可以做这件事,但实际中却比人们预想的难得多。不过,理论上的限制也是存在的。要想清晰地解释非连锁的核基因在物种历史中如何变化,我们必须发展出种群多位点溯祖理论。因此,我们同时面临理论和技术上的挑战。最终,系统发生地理学至少在某种程度上要找到类似于处理线粒体DNA数据的方法,用于分析核基因组数据。

BRR. 你是否发现某些技术可以克服这些问题?基于基因组学的方法?

JCA. 是的。我认为系统发生地理学正在几个方向上逐渐发展以解决这些问题,基于基因组学的方法无疑会起到关键作用。让我用下面的方式来阐述:如果我是一个年轻的研究者,刚刚开始我的研究生涯,我可能会努力倡导一个叫做“单倍型遗传学(haplotypic genetics”或者“配子遗传学(gametebased genetics【请注意:这两个名词是第一次提出,我也不知道翻译的是否确切,说不定Avise这个学科之父将来会专门撰文写写】的新途径。基本的想法是,在某种程度上,充分利用自然界自己的方式(nature’s own methods)来纯化核单倍型。每产生一个配子,自然界实际上在每个核基因座位上分离出了一个独立的拷贝。如果它们能够被大量分离和测序,一类大量的遗传谱系信息就会被发掘,且在扩展的系统发生地理学框架下(使用多位点溯祖理论)被解释。这将会是一个革命性的发展。早在系统发生地理学出现之前,传统群体遗传学大多与双倍体基因型、等位基因频率打交道,种群是分析的基本单位,但这些并不是配子遗传学可能倡导的遗传谱系观。最终结果可能是一个新的思考生命世界的方式这种思考方式将不但会丰富系统发生地理学,还将丰富传统的系统发生学和群体遗传学。

BRR. 如果让你想的更远些,你正在考虑选择一个模型系统来发展此类(配子)遗传学,你会使用二倍体体系,或者先使用更简单的单倍体体系?

JCA. 如果有必需的资源(时间、人力、财力),我会从不同的角度来试着解决这个难题。我或许会从单倍体遗传体系开始,也或者单倍-二倍体(haplodiploid【比如膜翅目的蜜蜂和蚂蚁,它们有比较独特的性别决定机制,一般雌性来源于受精卵,具有分别来自父亲和母亲的两套染色体,为二倍体;雄性来自于未受精卵,只有一套来自母亲的染色体,为单倍体】,但最终我想将方法和概念(理论)扩展至二倍体有性生殖生物。尽管非常有挑战性,整个研究策略在技术上应该是可行的,像南加州大学Norman Arnheim的工作就是很好的例子,他在将配子遗传信息应用于人类群体遗传学问题方面却得了很大的成功。在多年来发表的许多文献中,Arnheim和同事展示了这种基于配子遗传信息的研究策略的多样化应用。如果这种策略能够被应用于人类,也肯定能被更广泛的使用。

第二部分:JC Avise主要谈了Phylogeography的早期发展过程,以及促进他研究的一些故事(他的“运气”),还谈到了重要词汇(学科名称)对于科学发展和思维的重要性。

BRR. 让我们回到现在的系统发生地理学,你能否简略的评述下这个学科所取得的一些重大的成功,我想你以前已经写过一些;或者说,哪些成功最让你感到惊喜。

JCA. 我曾经写过一些综述性文章和著作,并讨论了很多系统发生地理学所带来的意料之外的发现。尤其在早些年,当这个领域刚刚起步的时候,我的学生和我似乎常常遇到一个又一个的惊喜,可以说每个月都有有的与线粒体DNA结构和进化有关,有的则更广泛的与遗传谱系格局、过程和原理有关。后者的一个例子是,我们发现特定的系统地理格局有时会在自然界同域分布的多个物种中反复出现。在那之前,我曾认为几乎每个物种(甚至有性类群的每个基因座位)都可能有特异的谱系历史。因此当我的实验室(及其他实验室)开始在生物界不同水平上发现一致性系统地理格局的时候,这发现着实让我吃惊。这反过来让我们详细阐述了“谱系一致性原理(principles of genealogical concordance)”,并成为了系统发生地理学思想的核心。

BRR. 你对谱系特异性的预期是否缘于这样的一个期望,即近代种内历史与较久远的种间历史很不相同。实际上,从1970年代起,基于隔离思想的生物地理学观点认为(种间)会存在一致性格局。

JCA. 这确实反映了我的(对新的格局)惊讶可能仅仅是因为我那时候的无知。我读书时获得的训练主要在群体遗传学和生态学方面,如果我当时被训练成为一个隔离分化生物地理学家的话,或许我的惊讶会少些。不管怎样,大多时候我仍然倾向于坚持简单的零假设,即自然界缺少极端的一致性。

BRR. 这正好印证了你前面提到的微进化(群体遗传学)和宏进化(系统发育生物学)在概念上差别。

JCA. 你说的对。但不管在那时候这些令人吃惊的系统地理学发现是普遍现象,或者仅仅是我个人的看法,现在它们却是现代系统发生地理学有机的组成部分。

BRR. 去年在墨西哥举行的国际生物地理学会上,谈到系统发生地理学的早期发展时,你说因为你很“走运(serendipity)”。我想请你从下面的角度谈谈你的运气,即在正确的地方、正确的时间并使用了合适的分子标记。

JCA. 在许多方面,我可以被看作在科学上有好运气的典型代表。我的职业生涯有很多意外的突破。让我给你讲个例子(我曾经写过,但这个故事值得再讲)。1970年代中期,我开始接触线粒体DNA完全是因为运气。我那时刚开始在佐治亚大学做助理教授【应该是1975年】,有次在系里的讨论会上做一个有关鱼的等位酶研究的报告。总结报告时,我告诉听众虽然研究结构基因(structural genes)的蛋白产物很好,但进化的实质可能还是遗传调节(genetic regulation)。(那时正好是Allan Wilson和其他人最先提及调节基因的关键进化作用的时候。)【应该是:AC Wilson. 1975. Evolutionary importance of gene regulation. Stadler Genetics Symposium 7, 117-134. 所以,我请在场的听众就如何将我的研究转换到基因调控方面给我一些建议。有个人举手问道:“你是否尝试了限制性内切酶?”我答道:“什么是限制性内切酶?”(那时候限制性内切酶刚被发现,我确实不知道)1970年在流感嗜血杆菌中分离出第一个限制性内切酶。“for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics”,Werner ArberDaniel NathansHamilton O. Smith获得了1978年诺贝尔生理医学奖】 因此,我很快仔细了解了这些蛋白质,并知道了它们可以像小剪刀一样将DNA在特定的识别位点剪开。哇!如果我用限制性内切酶来研究核重复DNA(那时候被认为它们在基因调控中起作用)岂不是很棒?于是,我去找了佐治亚大学几个生物化学教授,问看看我是否可以在他们的实验室工作几个星期以学习限制性内切酶技术。除了一个人,其他人都礼貌的说:“不”。 那个没说不的人是Robert Lansman,他欢迎我去他的实验室,但很遗憾地告诉我他对核基因组了解很少,他主要研究线粒体DNA的生物化学。“什么是线粒体DNA?”,我问道。我很快知道了,像他们所说,“众所皆知(the rest is history)”。在Bob的实验室,我们很快开始纯化限制性内切酶(因为它们在市场上买不到)并且用来消化线粒体DNA。我从没想过会对它(线粒体DNA)持有任何进化上的兴趣。当然,线粒体基因组后来被证实有很多优点【进化速度快、单拷贝、通用引物等】,使其成为系统发生地理学的理想标记。在接下来的20年里,将此类研究应用到很多脊椎动物和无脊椎动物上成为了我的主要研究工作。

BRR. 我坐在这儿想,这或许就像进化中的偶然性和适应辐射。我不想将这个说的过远,但我的问题是:线粒体DNA确实是系统发生地理学这个故事的重要组成部分,如果你没有在合适的时间待在Bob Lansman的实验室,与合适的人(他自己并不知道这个分子所具有的进化生物学和生物地理学上的威力)一起工作……

JCA. 是的,Robert是一个生物化学家和生理学家,因此他的学术背景跟我(群体遗传学和博物学)完全不同。

BRR. 嗯,完全不同的观点。所以你是否想过,如果你没有在那儿,Bob没有在那儿,那么会系统发生地理学的发展会需要多久,并且现在会是什么样子的?

JCA. 我也经常想这个问题,并且我也在想(如果那样的话)系统发生地理学今天是否会作为一个被认可的领域存在?坦诚的说,我持怀疑态度。虽然很多人会继续将细胞质基因组作为有效的研究谱系的手段,但在我看来这些手段或许不能被置于一个更加广泛和紧密的进化理论框架中去。Phylogeography一词是这样产生的。1970年代末,当我们开始写有关很多物种母系单倍型空间分布的研究论文时,我被迫使用累赘的短语来总结一个直观的现象:有联系的遗传世系分布看来存在清楚的地理格局。

BRR. 因此你需要一个词汇!

JCA. 是的,我需要一个词汇!在Annual Review of Ecology and Systematics的一篇文章中Avise JC et al. 1987. Intraspecific phylogeography: the mitochondrial DNA bridge between population genetics and systematics. Annual Review of Ecology and Systematics, 18, 489-522.,我使用了Phylogeography这个词。当这之后,我几乎马上开始用非常不同的方式来思考生物地理问题,比如,我开始意识到我在尝试用基因树来破译种群变化和遗传谱系历史;确实,我正在从头开始发展一个新的学科!因此,那个词汇小练习是一个很好的例子,体现了一个好的单词或短语本身能够深刻的影响一个人的思维。我能想到一些类似的有影响力的单词。比如,大约20年前,E.O. Wilson创造了“biodiversity(生物多样性)”一词EO Wilson, editor, FM Peter, associate editor, Biodiversity, National Academy Press, March 1988,现在它已经成为整个生物学研究领域的标记。“Global warming(全球变暖)”是另一个代表性短语,新近促进了多个新研究领域的出现。

BRR. 150年前,我认为没有人会讨论biogeography(生物地理学)一词。

JCA. 是的。所以我觉得当Alfred Russel Wallace和其他生物地理学先驱认识到他们关注的东西开始被当作一个正式学科的时候,他们脑子里应该有某种原理上的转变。“Biogeography”确实让以前相互分离的生物学界和地理学界完美联姻了。

BRR. 在我们离开“运气(serendipity)”这个话题之前,你称自己为有好运气的典型代表,就你来说或许是这样。但是,你如何看待运气或偶然事件在科学发展中的一般性角色?

JCA. 我认为它经常被低估。我喜欢阅读传记,尤其是科学家的传记。当人们坦率的反思他们生活的时候,几乎会毫无例外的发现一些重要的偶然事件对于人生轨迹有深刻的影响。的确,既然生命是内在连续的过程,特殊事件对一个人的职业生涯想必具有巨大且不可预知的影响。

BRR. 所以说,如果在我们所谈到的那些人的生命中所发生的事件按照不同的方式重来一遍,或许,科学将会发展出一条非常不同的道路。

JCA. 确实如此。

第三部分: JC Avise主要谈了些更有广泛意义的话题,比如对研究生的建议、如何正确地开展研究、对大自然的认识等,还谈到了生物学中一些根本问题,如物种概念。

BRR. 在这个“偶然发现”【指用限制性内切酶消化线粒体DNA之前,你已经是一个训练有素的进化遗传学家。你是否想过,如果这好运事件没有发生,你的职业道路会如何?

JCA. 是的,我常会想这个。如果我没有了解线粒体DNA,或者没有被系统发生地理学迷住,我或许在宏伟的科学舞台上选择了一个小领域(useful niche),比如基因调控,配子(相关)遗传学,或保护遗传学。但我丝毫没有遗憾。我一直是个本质上的博物学家,思维模式上的遗传学家,以及“无可救药的”研究者,我永远对生命世界感到惊奇,并希望通过新的智力创新来增进对它的理解。因此,系统发生地理学体现了我的一些内在秉性。

BRR. 基于这些经历,你有没有什么话给今天的研究生们?

JCA. 嗯,幸运和勤奋。认真地说,如果我的好运气能有什么启示的话,应该是:永远培养最大的兴趣,并随时准备好抓住那些(来到你面前的)不可预知的机遇。

BRR. 除非你具备相应的经历和素养,否则你不会知道那是个机遇。

JCA. 非常正确!这里有一个专业上的建议:当你关注日常研究的细枝末节时,一定要至少让你大脑的一部分用系统思维模式(broadly strategic or synthetic mode)来工作。

BRR. 你怎么看博物学背景对你职业生涯及找到合适研究体系的作用?

JCA. 博物学一块是非常重要的。比如,如果我没有被训练成为一个野外生物学者和博物学者,我就不可能知道将分子生物学应用于野生生物研究是多么好的一个机遇,自然界给了我很多线索。在我看来,当今一个重要的难题是,越来越少的年轻人能有机会真正接触美妙的大自然并因此被它迷住。我们怎么会关心情感上并不了解和爱的东西呢?

BRR. 一些人可能会说他们甚至害怕自然界。

JCA. 我的教学经历能够证实这一点。洛杉矶盆地【主要包括洛杉矶和其南部东南部郊区】1200万人。大部分我在加州大学尔湾分校的学生都在这个非常拥挤的环境中长大,在整个生命中,他们从没有真正体验过野外生活是什么样的。我觉得这是非常悲哀的。不过,值得高兴的是,正是这些学生(中的许多),当他们学习了生物学课程如生态学和鸟类学之后,会很快喜欢上生物多样性。

BRR. 是的,我真的希望我们能够将这个信息传送给制定课程的负责人。

JCA. 确实是。对于那些有坚实生物学基础的学生来说,任何一门其他的生物学课程(包括表面上似乎没有关系的课程如遗传学、生物化学、生理学、数学和统计学)都会很有益处。

BRR. 就像系统发生地理学成为了非常好的交叉学科。我想知道你如何看它在将生物地理学整合到生态学和进化生物学中起了什么样的角色?换句话说,如果没有系统发生地理学,生物地理学会是什么样子?

JCA. (如果没有系统发生地理学)我认为生物地理学的内涵会更加欠缺。比如,除了同时期的进化过程,系统发生地理学还关注历史过程,这就为生态地理学(ecogeography,传统生物地理学另一个大的分支)提供了重要的概念上的平衡。另一个重要的意义是,系统发生地理学完全整合了传统生物地理学一直在争论不休的隔离和扩散的观点(vicariance and dispersalist perspectives)。

BRR. 你应该读到过,过去的十年间,一些“顽固的”隔离分化或分支生物地理学家坚持认为系统发生地理学仅仅是他们所抨击的的扩散生物地理学的复兴。你对此有什么回应?

JCA. 我对此有非常不同的看法。我觉得系统发生地理学同时吸收了隔离和扩散思想,特定的情况下两者共同作用并影响了遗传谱系的空间格局。

BRR. 我同意你的看法。我也曾说过系统发生地理学不是扩散生物地理学的复兴,因为实际上它的群体遗传学基础使得扩散分析更容易处理。

JCA. 我想补充的是,它也让隔离更容易处理。系统发生地理学并不特定的支持哪种生物地理观【指隔离或扩散】

BRR. 简短的说,如果我们着眼于更广泛的意义,继续发展系统发生地理学的话,我们不得不要面对现今大家都熟悉的一个问题,即基因树(gene tree)和物种树(species tree)在理论和经验上的不一致性。但另一方面,就像你二三十年前展示给我们的,看来线粒体或叶绿体基因树可以提供很好的有生物地理意义的地理历史信号,因此即使在多基因树方法被大力倡导的今天,它们仍然被当作此类研究的首选。当人们选取成千上百个基因树及许许多多同域分布的物种进行研究时,你认为我们能够增加有关生物地理和多样性的哪些理解?

JCA. 如果这一天到来将会是非常棒的,因为那时候任何事情都应该有更加可靠的经验和概念基础。如你所说,现在大部分系统发生地理学研究基于细胞质基因组,仅仅是因为这些基因更容易处理,但实际上任何物种绝大部分的遗传历史隐藏在核基因组中。在概念上,然而,大部分人已经开始接受基因树和物种树的关键区别。实际上我认为这个认识上的转变是系统发生地理学对进化生物学思想的一个重要贡献

BRR. 令人高兴的是,已经有些聪明的人在研究这些问题了。

JCA. 是的。

BRR. 结束之前,我想请你谈一些系统发生地理学所带来的更广泛的贡献。首先我想系统发生地理学在发展一个统一的、可操作的物种概念(species concept方面取得了重要进展。

JCA. 我认为相较系统发生地理学时代之前,我们对“物种”的理解已经增加了很多,而这要归功于最基本的“基因树-物种树差异”。就我个人来说,我一直认可生物学物种概念(BSCbiological species concept)的基本观点,但我也认为我们或许能够从系统发生物种概念(PSCphylogenetic species concept)学到些东西。实际上,我认为BSCPSC能够也将会最终融合在一起,到那时候再回首的话,现在所有争论都将仅仅是语言学上的吵闹了。如果两者的融合最终发生的话,我想到那时候我们可以感谢系统发生地理学(澄清了基因树和物种树差异的根本)解决了持久的“物种问题(the species problem)”。the species problem指与物种概念相关的一些难题,比如如何更客观的鉴别物种,如何确定新物种等】

BRR. 与物种概念和生物多样性相关,你认为系统发生地理学与一些概念如ESUsEvolutionary Significant Units,进化关键单元,保护遗传学中的概念】以及一些倡议如DNA barcodingDNA条形码,指用DNA片段来鉴别物种】的区别?这些值得做吗?

JCA. 我很高兴看到这些进展。ESU概念很重要,它强调物种内可能存在更为久远的分化,因此物种保护要考虑这些问题。一个相关的概念即MU (management unit) 【保护管理单元】也很重要。一并考虑,这些概念刺激我们更深入的思考种群结构在不同的时间水平、空间尺度、以及不同进化机制上意味着什么。至于DNA barcoding,我的感受比较复杂。一方面,我一直倡导生物学中的标准化,尤其在系统学领域,DNA barcoding是通向此的一条可行的道路;但另一方面,一个潜在的负面影响是人们可能会变得过度倾向于使用单个基因,而这种做法有时会歪曲生物间遗传关系。

BRR. 与这些概念都相关的是它们都有助于生物多样性的保护,系统发生地理学是否让我们对生物多样性本身和如何保护多样性有了更多理解?

JCA. 当然。比如,我们现在能够更全面的理解生物多样性与种系历史有什么样的关联。这些术语或概念能被应用于多个水平,从基因到物种到地区区系到生态系统。最根本的是,生物多样性指生命丰富度,也即是地球上遗传资源的丰富度,我认为系统发生地理学非常有助于揭示这种丰富度。具体的说,我赞同贯彻自然保护区体系来保护生物多样性,就像一些国家公园如约塞米蒂国家公园(Yosemite)和黄石国家公园(Yellowstone)保护地质特征一样。如果整个社会能一起行动建立起一系列保护生物多样性的公园该有多好。

BRR. 那将会非常棒。荒野保护区(wilderness areas)也是一个挺好的概念。

JCA. 是的。如果国家打算建立一系列“生物多样性公园”,一个非常重要的课程是要了解这些公园应该建在哪儿不但取决于现有的生物多样性,而且要考虑历史方面——这些现有的多样性来自于哪儿?就像国家纪念碑记录人类历史上的重要事件,合理选址的生物多样性公园也可以记录地球自然历史上的重要事件。当足够多的人们学会享受、喜爱并珍视地球上的生命遗产时,这样的(基于)系统发生地理(研究结果)保护区甚至会促进产生新的保护多样性的社会道德观。

BRR. 所以你是否正在考虑系统发生地理热点(phylogeographic hotspots)之类的事情。【这就像生物多样性保护中的多样性热点,biodiversity hotspotsMyers et al. 2000. Nature 403, 853-858;  http://www.biodiversityhotspots.org/Pages/default.aspx

JCA. 是的,这确实应该是多样性公园选址的一个生物学原理。不但要考虑那里现在有什么,还要考虑那里的东西是如何来的。

BRR. 因此生物多样性公园本身是整合和集成的概念?

JCA. 是的。

BRR. 这让我想到最后一个问题,这件事情(生物多样性公园)对公众科学素养(scientific literacy)有什么样的贡献?我觉得你想出了一个切实可行的好点子,将大家停留在脑子里的东西转变成人们能够看得见并提高他们科学素养的模式,这有广泛的意义。对此你还有什么其他想法吗?

JCA. 试着想象一下人们访问生物多样性公园时的场景。我觉得他们会先去游客中心,在那儿会了解这个地区的地理和生命历史是如何作用的;之后他们游览公园,整个学习体验将进一步增强;之后人们想去游览更多的生物多样性公园,以对整个大陆(甚至全世界,当建立起一个世界多样性公园网络的时候)的历史有更全面的了解。我看到了无尽的教育机会,随着越来越多的人了解生物多样性,也将会有更多的为后代保护地球生物遗产的热情和行动。对生物多样性的广泛公众共识将帮助政府制定更明智的保护政策。

BRR. 实际上认知生物多样性与认知人类本身并不冲突。

JCA. 它们本质上是同一件事情。

 

非常感谢elefish老师发给我下面这些评论,很有帮助:

 

研究生培养(或许可以称之为科研人员的培养)

    JCA认为,“永远培养最大的兴趣,并随时准备好抓住那些(来到你面前的)不可预知的机遇”,“当你关注日常研究的细枝末节时,一定要至少让你大脑的一部分用系统思维模式(broadly strategic or synthetic mode)来工作”。

    BRR认为,“除非你具备相应的经历和素养,否则你不会知道那是个机遇”

非常赞同。要做好研究工作,一个内因:;一个外因,很好的训练环境。只有经过严格的训练才能得到“系统思维模式”。我们现在强调内因比较多,但是对于外因考虑比较少。严格训练应该是多方面的,而不仅仅局限于某一具体的学科。送学生出去一段时间是一个办法,但是,根本的,还是要改革我们的教育体制,以便培养出来的学生具有“系统思维模式”。

关于学科

    BRR(隐晦地)认为,一个学科是否成立,在于是否“促进产生了新的科学问题和研究途径”。

    既然(JCA认为)谱系地理学在上者和“解决旧问题的新方法” 两方面都兼而有之,那么,认为可以和生物地理学、进化生物学以及分类学相并列,也就是理所当然的了。

   BRR和)JCA认为,学科之间没有加权,所以既然是学科,就是并列的。你认为学科之间是有加权的。

    我觉得,学科的划分,很大程度上是为了认识的方便,所以我赞成他们的观点:如果该学科“促进产生了新的科学问题和研究途径”,就应该和其它的学科是并列的。【从对学科本质的理解上,我赞同elefish的看法,不过还是觉得应该有个可操作的包含关系,就像物种分类系统一样】

    但是,在实际学习的过程中,没有必要局限于某一学科。学科的划分只是为了认识问题及其研究方法的方便。应该着眼于我们所要研究的问题,选择合适的研究方法,而不比拘泥于这些方法出自什么样的学科。

关于运气

   BRR认为,JCA的运气就是在“在正确的地方、正确的时间并使用了合适的分子标记”。JCA认为,运气在科学发展中的地位“经常被低估”。

   我认为,运气很大程度上是创造出来的,是在热爱和“系统思维模式”下产生的。当然,从具体个人的角度来说,或许真的是有运气的成分,但从整个社会来说,没有传授”系统思维模式“的环境,所有人都没有运气。

名词翻译问题

    翻译的问题,我觉得一方面是要准确表达了意思,另一方面是考虑习惯性的翻译。习惯问题,有时候不免会有口舌仗。

    evolutionary significant units 以前翻译做进化显著单元,你翻译为进化关键单元。【我觉得“进化关键单元”更好用】

    multi locus coalescent theory 你翻译为多位点溯祖理论,我觉得翻译为多座位溯祖理论更符合原意。一般一个基因称做一个座位,一个核酸称做一个位点。而整个线粒体,被认为只是一个座位。elefish提到的“多座位溯祖理论”应该更好用】

 

This translation is published under permission from Frontiers of Biogeography, with the purpose of sharing the original interview with the Chinese-speaking community.The original interview is available at: http://www.biogeography.org/html/fb/FBv02i04.html.

 
相关文章:
 
注:1)我在文中提到“为让更多的同行了解这些信息,欢迎转载本文链接和摘要(但请不要转载全文)”,所以如果您转载的话,一定要只用摘要和链接。2)这篇译文遵守Frontiers of Biogeography编辑部的版权要求,并征得了原作者和编辑部的同意,为了避免您承担转载造成的不必要责任,请务必不要转载全文。


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