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撸猫都能撸出顶刊论文?她真的做到了……

2023.9.12

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/508342.shtm

8月的最后一天,罗述金和她的团队在《自然·生态与演化》上,发表了一篇与“大猫”华南虎有关的论文。

罗述金是北京大学生命科学学院及北大-清华生命科学联合中心的研究员,也是爱猫人士。她家里养着5只猫,实验室里摆着标本和骨架,办公桌旁贴着各种虎、猫的照片……

她和她的团队,是目前国内外少有的用分子遗传学方法研究猫科动物的团队。

有些学生想做罗述金的研究生,给的理由是“因为我特别喜欢猫”。

罗述金听完笑了笑:“喜欢猫,养猫就好了。”

在她看来,撸猫归撸猫,科研归科研,科研人撸猫该用一种别样的姿势。

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今年年初,罗述金团队在野外捕捉到豹猫并佩戴颈圈进行监测。受访者供图

20年,解开华南虎被“污染”之谜

最新发表的论文中,罗述金团队补齐了华南虎出现前后的演化路径。

研究始于2004年,耗时近20年。

2004年,罗述金还是美国明尼苏达大学的博士生。她以封面文章形式在《公共科学图书馆-生物学》(PLoS Biology)上发表了人生中第一篇猫科动物研究论文。这篇论文改变了人们对虎的传统认识,她发现现存虎还有第6个亚种“马来虎”。

做那项研究时,罗述金为不同亚种的虎检测基因的过程中,意外发现了一个奇怪情况——圈养的华南虎种群里,有印支虎的遗传信息。

“会不会是圈养时错误引入印支虎‘污染’了华南虎?”罗述金心里打鼓。

华南虎是中国独有的虎,20世纪50-70年代间因大肆捕杀而从野外消失。1963年前后,华南虎的人工繁殖开始。

一位朋友提醒罗述金:“如果最后发现是圈养管理的问题,岂不是会得罪很多人?”

除了可能“得罪人”之外,罗述金还面临着采样困境——她必须要检测野生华南虎的基因。但全球仅存的200多只华南虎均为圈养,去哪找野生的华南虎?

罗述金不甘心:“但是,这个问题很重要,需要弄明白。”

它不仅关乎华南虎的圈养管理,也关乎华南虎亚种的独特性问题。

唯一的可能,就是去找有明确地理来源信息的野生华南虎标本,可这些标本零星散布于世界各地的博物馆。

2011年,她在陕西动物研究所博物馆和湖南师范大学,分别找到了1964年来自秦岭的华南虎标本和1955年在岳麓山被击毙的华南虎标本。2019年,她在美国自然历史博物馆,找到了1919年福建的华南虎样本。她和合作伙伴也游走于全国各地,寻找虎骨、虎皮的踪迹,就连神婆轿子里的虎皮坐垫都没有放过,只可惜,大部分收藏者无法提供藏品的地理信息。

但真正的转机发生在2015年夏天。罗述金多年的合作者Yamaguchi在德法交界一个不知名的小镇博物馆里,发现了5份1905年华南虎亚种定名时的模式标本,并协助罗述金获得了样品。

从这5份模式标本中,他们找到了与圈养华南虎类似的印支虎遗传信息。

罗述金悬着的心放了下来:“不是圈养的问题。”

然而,危机并未解除。如果华南虎里有印支虎的遗传信息,那么中国独有的华南虎还能算是独立的亚种吗?

幸好,采集到的华南虎样本全基因组信息显示,野生和圈养华南虎在全基因组层面依然是一个单系群。罗述金松了口气:“华南虎依然是一个完整的亚种,它们的演化过程也是独特的。”

这项研究的结论是,在历史上的冰期,中国西南山地成为老虎的避难所之一,冰期结束后,气候回暖,虎随着猎物分布区的扩散而迁徙,西南山地的虎种群迁徙到中国东部地区,与来自中南半岛往北扩散的虎种群,在这里融合,形成华南虎,并继续扩散到东北亚和中亚,形成东北虎和里海虎。

“由此可见,中国东部地区形成了虎演化史上重要的‘基因大熔炉’,对于虎的分布格局有着重要的意义。”罗述金说。

她的团队历时20年从全世界收集到的33份地理来源明确的博物馆藏样本,则组成了迄今最全面的华南虎遗传资源库。

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罗述金实验室零下80摄氏度的大冰柜里,藏着二十年来采集到的各种样本。倪思洁摄

与“魔咒”共存

论文刊出后,罗述金掐指一算:“还是没有打破‘五年魔咒’啊。”

这20年里,罗述金关于“大猫”“小猫”的论文发了20多篇,却一直没能走出老虎研究的“魔咒”。

2004年发表第一篇关于虎演化的论文之后,她一直致力于虎的基因组学研究。

2008年,她发现圈养虎保留了野生虎所没有的基因组多样性,以封面文章发表于《当代生物学》(Current Biology);

2013年,她发现了决定白虎毛色的遗传机制,再次以封面文章发表《当代生物学》;

2018年,她用群体基因组学方法描绘出当时最完整的虎的自然史和演化史,第三次发表《当代生物学》,又是一篇封面文章;

直到2023年,华南虎圈养群体混入印支虎遗传信息的谜题随着《自然·生态与演化》论文的发表最终得以破译。

这些与虎有关的顶刊论文之间,间隔期基本都是5年,罗述金笑称其为“五年魔咒”。

其实,罗述金的很多研究都要花五年、十年甚至更长时间,她也习惯了这种“慢”。在找不到样本、前景不明的“间隔期”里,她总能找到做不完的“有意思的课题”。

例如,早在1868年,达尔文曾记录过一个有趣的现象,在东南亚地区广泛分布着短尾的家猫,比例几近一半。罗述金团队对此好奇,尾形的多态性反映着物种的适应性演化或者独特的种群历史。

为了解开谜团,实验室开始家猫谱系繁殖。他们养了两只猫,一只是雄性、正常尾长的美国短毛猫,一只是雌性、来自广州的短尾流浪猫。两只猫生下了3窝、18只小猫。他们通过基因组测序分析短尾猫家系的遗传信息,同时分析从亚洲各地采到的数百只尾长多样家猫的遗传信息样本,最终找到了与家猫短尾有关的遗传变异基因,研究结果发在《科学通报》上。

这些研究中,他们只需要观测小猫的表型,给小猫采血,因此,小猫出生后不久,罗述金团队全体人员一齐出动,广发领养信息,为小猫们找好人家,而她自己家里,也“顺便”落户了3只。

今年6月15日,罗述金发朋友圈,为小猫们庆祝9岁生日,她调侃说“作为‘实验动物’能活到文章出来已经是非常规了吧,感谢各家的关爱和照顾,让喵生幸福”。

最近,罗述金团队启动了亚洲野猫遗传演化的课题,探索在我国还不受大众关注的这种珍稀濒危小型猫科动物。她和学生在网上向公众征集野猫和特定地区家猫的线索,并远赴新疆和田,采集信息和样品。

同一时间,为了找到影响动物毛色的基因,她的团队还在实验室养起了有漂亮褐色斑纹的玉米蛇,繁殖谱系,取其蛇蜕做研究。一有客人来访,罗述金就很开心地“请”出温顺的蛇妈妈,开启了很多人第一次和蛇的“亲密接触”。

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科研团队从野外带回实验室的猫科动物骨骼。倪思洁摄

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8月,科研团队在新疆采集猫粪便。受访者供图

“顺其自然就是最好的历练”

罗述金喜欢猫,喜欢虎,喜欢很多动物,但这并不是她开启研究的初衷。有时,她还会下意识地在“喜欢动物”和“研究动物”之间划个边界。

罗述金本科就读于北京大学生命科学学院,学的是生物化学和分子生物学专业。从当时在学院里讲授“保护生物学”的“熊猫之父”潘文石教授身上,罗述金开了眼界:“原来中国也有野生动物的野外项目。”

潘文石曾于上世纪80年代在卧龙和秦岭的野地中对野生大熊猫进行了长达17年的研究,弄清了大熊猫濒临灭绝的真正原因。本科期间,罗述金跟着潘文石团队一起去野外寻找白头叶猴,开启了野生动物探索之路。

大学毕业,出国读博,她选择了当时中国学生很少会选的研究方向——保护生物学。

“我希望将来能从事和野生动物有关的研究。至于研究对象是植物、鸟,还是猫,其实在开始的时候,并无所谓。”罗述金说。

她选择了在明尼苏达大学从事野生虎保护研究的David Smith教授做导师。见面时,Smith教授坦诚地说:“我的经费不多,勉强能支撑你第一年。但我在美国国家癌症研究所的同事Stephen O’Brien是世界上优秀的保护遗传学家,或许你可以用遗传学方法研究虎的保护和演化。”

博士研究生的第二年,在David Smith和Stephen O’Brien两位导师的共同引领下,罗述金正式走上猫科动物保护遗传学研究之路。

如今,罗述金关于猫的研究也得到了公众的关注,她甚至会收到一些求助信息:“罗老师,可以帮忙呼吁呼吁流浪猫的救助问题吗?”“罗老师,你看看我家的猫这是生了什么病?”

罗述金尽可能地在喜欢猫和做科研之间划一道线:“我不是做动物保护工作的,也不是兽医。我的工作是研究,解答关于猫科动物的遗传演化的问题。”

“如果不是因为喜欢猫而做研究,那你是因为什么喜欢上研究的呢?”

被问到这个问题时,罗述金眨了眨大大的眼睛:“可能我更喜欢那种像侦探一样的感觉吧,从现存的蛛丝马迹中探寻曾经发生过的事实。”她说,倘若当初学的不是生物学,她或许会选择考古或是信息管理。

现实生活中,她和她的团队真的当起了“侦探”。他们擅长分子遗传学技术,最近一年多,凭借这项技术,他们协助森林公安机关侦破了多起野生动物案件。在山区羊圈羊羔被害案件中,他们确定了捕猎的真凶;在佩戴颈圈豹猫遭遇报复性猎杀案件中,他们协助调查取证;他们还帮着鉴定被罚没的云豹皮草大衣的真伪……

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8月中旬,罗述金在新疆调研亚洲野猫和家猫时,与当地的小朋友和小猫合影。受访者供图

生活中的罗述金,还热爱运动。她曾经是北京冬奥会高山滑雪项目的竞赛技术官员。但相比于滑雪,罗述金更喜欢登山和长跑,“登山、长跑是‘内啡肽型’运动,痛苦之后才会获得快乐,滑雪、冲浪等更多是‘多巴胺型’运动,追求速度与刺激”。

本科时,她参加了北大山鹰社,第一次上青藏高原,就直奔海拔6282米的阿尼玛卿峰。2022年夏天,她在8天内先后登顶5396米的云南哈巴雪山和6178米的青海玉珠峰。

不过,喜欢长跑的她一直想跑个“全马”,但目前繁重的工作和生活之余的时间还只能支持她训练半程马拉松。

罗述金说,“顺其自然就是最好的历练”。她认同一位美国同事的话:“衡量一次好的马拉松,不是看用时多快配速多少,而是在跨过终点的瞬间,是否充满愉悦,是否对下一次奔跑仍充满期待。”

“我在长跑训练上比较懒散,至今为止也没完成一次‘全马’。但是,20年过去了,我还一直在路上跑。我想,这对我来说,才是最重要的吧。”罗述金说。

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9月1日,罗述金在办公室。倪思洁摄

相关论文链接:

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0020442

https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.03.053

https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.04.054

https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.09.019

https://doi.org/10.1038/s41559-023-02185-8

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