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中科院院士康乐:必须有能力自主创新,才不会受制于人

网易财经周报 https://www.wangyice.cn 2021-03-09 00:46 出处:网络 作者:[db:作者]编辑:@河南在线
作者|彭丽慧 策划|杨霞清 郭浩 他是谁: 康乐现为中国科学院院士,发展中国家科学院、国际欧亚科学院院士,美国昆虫学会会士,著名的生态学家和昆虫学家,是国际生态基因学研究的领衔科学家。目前康院士还担任着河北

作者|彭丽慧

策划|杨霞清 郭浩

中科院院士康乐:必须有能力自主创新,才不会受制于人


他是谁:

康乐现为中国科学院院士,发展中国家科学院、国际欧亚科学院院士,美国昆虫学会会士,著名的生态学家和昆虫学家,是国际生态基因学研究的领衔科学家。目前康院士还担任着河北大学校长、中科院北京生命科学院院长等职务。

他的观点:

一、 昆虫是一个大的资源库,未来能成为人类获得基因、信息和生物材料的重要来源。

二、我认为没有必要把昆虫赶尽杀绝,因为昆虫本身就是生态系统中的重要一分子,在地球物质循环和能量流动过程中发挥重要作用,是一个把植物性物质转化成动物性物质的中间过程。

三、一个重要的基础研究,可能暂时并不能够直接产生经济效益,然而一旦有了突破,所产生的经济效益是不可估量的。

四、跟生命科学密切相关的技术、设备和试剂是可以用钱买到的,但能花钱买到的技术绝不是最新的技术,也不是最强的技术,而随着形势的发展,有的技术有时候用钱也买不来了。所以说无论是基础研究还是应用研究,都需要有自主的知识产权,拥有自主的创新能力,这样才能不受制于人。

五、我国每年培养的博士数量在全世界排第一,政府投入的研发经费在世界也排第二位了,但是高水平的科研成果与发达国家相比仍有较大距离,这是我们发展过程中必须要经历的一个过程。

“我们研究蝗虫的控制,不仅是为了解决局部地区的问题,也是为全球的蝗灾和群聚型昆虫的控制,探索一些新的技术。”

蝗虫,在古代,是民生的大敌,蝗灾与水灾、旱灾并称为“三大自然灾害”。史书中,记载的蝗灾事件比比皆是,在很多朝代,治蝗是当政者不得不面对的一项挑战,甚至有研究论文提出,明朝的灭亡,与连年暴发、范围波及全国广大地域的蝗灾也不无关系。

对于很多当代的城市人来讲,蝗虫基本是一个概念名词,与人们的生活似乎距离遥远。因此,从事这个看起来似乎很窄而且冷门的研究,公众很难理解它的价值何在。

康乐院士研究蝗虫治理已有30多年,听他一席话,不难发现,事情并没有想象那么简单,看似冷门的蝗虫研究背后,其实涉及到环境保护、生态文明、农业发展、食品安全、疾病防控等各种现实重大问题,牵涉面广泛。

一般人可能没有注意到,在中国农业最高行政主管部委“农业农村部”,专门为防治蝗灾设立了一个机构——蝗灾防治指挥部,农业农村部还编制了全国性的治蝗六年规划,提出多个治蝗目标:力争到2020年,农区蝗虫达标防治覆盖率达到70%以上,牧区达到60%以上;全国累计实施蝗虫防控面积9.5亿亩次。由于蝗虫的迁移性极强,不是一个国家能够单独应对,有时候,在一些边境地区,对蝗灾的防治还会启动跨国合作机制。

“如果你去内蒙古、新疆,就会看到每年草原上都会发生很严重的蝗灾;在黄河的出海口,在滨海的荒地上,蝗虫也会经常造成灾害。”

康乐说,蝗灾威胁并没有远离当代人类的生活。

这不仅仅是指蝗虫所到之处,能把农作物蚕食一空,它的成灾有着深奥的科学机理。

2014年,康乐院士领导的科研团队破译了飞蝗全基因组序列图谱,约6.3Gb大小的飞蝗基因组图谱构建,成为当时人类破译的最大动物基因组。基于这些研究,他的团队揭示了飞蝗食性、迁飞和群聚的秘密。康乐透露,他们通过筛选飞蝗基因组中特定的药物靶点,为蝗灾防治手段提供了新的启发。

不久前,康乐院士在接受网易科技记者采访时进一步说明,通过长期研究,他的实验室已经发展出针对蝗虫的生物控制新途径和技术,同时,正在基于蝗虫研究来构建一种人类疾病治疗的模型,“如果这种模型一旦得到突破,我们就能探究产生疾病的原因是什么,就可以通过一些手段对人类疾病进行干预和治疗。”

值得注意的是,康乐的研究并不是着眼于一种狭隘的虫害杀灭性治理,站在生态友好型的科研立场,他认为,蝗虫与人类应该共存于自然大系统之中,人类不应该通过赶尽杀绝的手段来破坏生态系统自身的平衡和循环机制。

“蝗虫是生态系统中的重要部分,在蝗虫不对农业造成明显的危害时,我们应该允许蝗虫以一定的种群密度存在于自然界中。”

以下为采访答问:

中国依然没有完全从蝗灾的阴影当中解脱出来

网易科技:您研究的是蝗虫,它和我们实际生活究竟有多密切的联系?

嘉宾:昆虫传播细菌性疾病、真菌性疾病和病毒性疾病,把世界上将近三分之一的人推到了受虫传疾病威胁地步,所以一个小小的昆虫,看起来并不是非常的显眼,但是它带来的潜在的威胁是很大的。

蝗虫本身就是世界上最重要的害虫之一,我们研究蝗虫的控制,不是仅仅为了解决局部地区的问题,也是为全球的蝗虫控制发展,提供一些新的技术。因为在非洲、亚洲、中东、澳大利亚和南美地区,蝗虫仍然是非常重要的农业害虫。

你为什么能够在玉米地发现玉米螟?为什么能在高粱地发现高粱蚜?为什么能在桃树上发现桃蚜?这都是由昆虫通过信息化合物找到这些植物的,因此这个联系就叫做化学联系。我们过去都是利用化学农药来杀灭昆虫,这是因为我们对它和植物之间的联系缺乏识,如果我们发现这样的联系,就知道昆虫找到它的食料植物环节是非常特异的,就可以利用这一的联系开发出新的技术进行害虫控制,这就是对昆虫信息流的操控。这种控治技术只对控治对象发挥作用,而不直接影响其它生物。

我们也研究昆虫的基因组。因为昆虫在地球上以及在动物界里占的种类数量是75%,世界上大部分动物种类是由昆虫组成的,只不过昆虫由于体型比较小,所以人类可能没有感到特别的突出。昆虫丰富的种类和适应性给我们提供了丰富的基因库信息,我们能够通过认识昆虫的基因库,来认识生物进化过程中基因组是怎么样改变的,这些基因组在调控昆虫多样性行为和适应性方面发挥了什么作用,这些都能给人类很多启发。

现在的年轻人能够在田野里看到蝗虫是很不容易,由于城市化的发展,城市里的人见到蝗虫的机会也就很少了,同时蝗灾发生的几率也就比较小。但是,中国依然没有完全从蝗灾的阴影当中解脱出来。

如果你去内蒙古、新疆,就会看到每年草原上都发生很严重的蝗灾;在黄河的出海口,在滨海的荒地上,蝗虫也会经常造成灾害。此外,蝗虫也会在局部地区形成非常高密度种群,然后迁飞到其它地方危害农作物。比如像我们国家东部地区,山东、河南、河北的一些荒地,可能会形成高密度种群,一旦发生迁飞,飞到农田,就会产生重大的经济损失。所以我们认为蝗虫是一种非常重要的害虫,也是一种群聚昆虫的代表性害虫。

能够高密度地形成种群聚集,是害虫能够成灾的一个前提条件。如果密度不高,就不会形成灾害,人类也在很大程度上能够容忍。但高密度的种群是怎么形成的?在高密度种群里,个体与个体之间是怎么相联系的?这个机制人们现在是不知道的。

我认为必须要研究害虫成灾的共同规律和内在的联系,通过研究这样一个共同的规律和内在的联系,才能够把你的研究辐射到其他害虫方面。所以这里面既有直接的目的,也有间接的目的。

网易科技:除了控制虫害本身,这方面的研究对人类疾病的防治有什么帮助?

康乐:蝗虫可以作为研究人类疾病的模型,蝗虫的群聚成因最主要是因为多巴胺途径,多巴胺途径与人类的许多疾病密切相关,比如帕金森、阿尔茨海默病和抑郁症,还有一些其他的人类行为上的异常,这都跟多巴胺密切相关。

最近我们实验室就通过把能引起帕金森疾病的几种药物用在蝗虫身上,结果诱导了蝗虫看起来非常像帕金森的症状。如果我这种模型一旦得到突破,就可以用蝗虫作为帕金森研究的重要模型。我们能探究产生这种疾病的原因是什么,发现是哪些基因在进行调控,我们就可以通过一些手段进行干预和治疗。

所以说昆虫是一个大的资源库,未来能成为人类获得基因、信息和生物材料的重要来源。

昆虫是生态的一部分没有必要赶尽杀绝

网易科技:历史上蝗灾频发,对于农业生产的影响很严重,现在又面临着什么样的新问题?

康乐:蝗灾在历史上频繁爆发的原因,是人类在控制蝗虫的技术落后,其结果就是每年都留下一部分种群,积累到一定程度以后再爆发。不过现在好像爆发的非常少了。这跟人类控制害虫的技术发展也是密切相关的。我们现在有许多办法都可以把蝗灾在形成之前就控制住。

但是,现在的防治也存在一些问题,比如杀虫剂的过度使用,虽然是把蝗灾控制住了,但带来了生物多样性的丢失和环境污染等问题。蝗虫的生活是无法脱离生态系统的,维持一定的蝗虫种群数量,也有利于鸟、蛇、蜥蜴等其他动物的生存。现在大量的农药,特别是飞机大规模喷洒农药,难免会对其他生物产生影响。

另外,农药直接作用到昆虫身上的效果是非常低的,许多农药反而是进入了土壤,再经过灌溉,以及经过降雨,流进了河流、湖泊,最后进入了海洋,这对环境污染也是非常严重的。对其它昆虫的化学防治也有类似环境问题。所以我们控制蝗虫,应该采取的方式是开发绿色、环保、环境友好型的控制措施。

我觉得没有必要把它赶尽杀绝,这些昆虫本身就是生态系统当中的重要一分子,它们是把植物性物质转化成自身动物性物质的一个中间过程,还有许多吃虫子的动物也要依靠它们来生存的。只有这样,生态系统物质循环和能量流动才得以实现,这样的生态系统才是健康的。所以我认为昆虫只要不成灾,我们就应该容忍它在自然界一定数量的存在。

我们提出,研究昆虫、发展生命科学,目的是要“为了人类更好的生活”,这个意思是说,你要对人类的健康进行关注,你要对周边环境进行关注,你要对周边生物进行关注,这就需要对有害生物合理地、绿色地进行防控。如果你能做到以上几条,这才叫更好的生活,而不是单纯为了经济利益和短期目标。

网易科技:这种生态循环的理念,您是从什么时候开始有的?

康乐:这可以追溯到我做博士论文的时候,我是在内蒙古做博士论文,当时内蒙古草原由于人口数量、畜群的增加,出现了过度放牧和草场退化的问题,而草场退化以后就会产生蝗灾问题。反而,在草原管理得当,草长得比较好和比较茂盛的情况下,恰恰不会发生蝗灾。因此,草原的蝗虫问题,实际上是草场的管理问题。

我当时做的研究就是不靠化学杀虫剂来控制草原的蝗虫,而通过控制载畜量,控制人类对草场的利用强度,让草场恢复最终实现草原蝗虫的生态控制。在我的研究中,发现越是不退化的草场,蝗虫反而数量比较少,越是退化严重的地方,蝗虫非常多。后来我们跟美国亚利桑那州立大学合作,发现了一种优势种蝗虫,它特别喜欢吃被羊吃过以后的草。因为羊吃过的牧草,草里的碳氮平衡发生了改变,它的含氮量迅速下降,下降的第一个作用是用于防御羊的进一步啃食。含氮量下降以后,对羊来说不好吃了,所以羊会继续吃其他没有吃过的草,而这个被羊吃过的草,恰恰是蝗虫非常喜欢吃的一种状态。

我们过去从宏观生态学的角度解释是,过度放牧产生了不利于蝗虫的天敌的环境,同时过度放牧产生了蝗虫卵比较容易孵化的土壤条件,以上两点是蝗灾发生的主要原因。但后来我们就发现,植物的营养变化也是其中重要的一个原因。

网易科技:四年前破译了蝗虫的基因图谱,在蝗虫的防控上,现在的研究又有什么最新进展?

康乐:最近我们有一个重要的研究进展,过去国外科学家都认为蝗虫群聚时身体上会释放一种气味,这种气味吸引蝗虫聚集到一起,形成一个大的群体。我们的研究结果却不是这样的,我们发现蝗虫的这个气味不仅在成虫期释放,在幼虫期也释放。之所以会出现这样的现象,是因为这是一种蝗虫群体防御的反应。?蝗虫一旦成群,就必然暴露在鸟类、蜥蜴、蛇类等天敌面前。蝗虫释放这种化合物,首先对其它动物而言是一种难闻的趋避气味。当蝗虫遭遇捕食时,这个化合物会立即转变成氢氰酸,这是非常有毒的一种物质,如果鸟捕食这样的蝗虫就会产生呕吐作用,鸟记住了这个经历之后,就有选择性地取食昆虫了。

我们可以通过这种气味化合物的侦测,来估计这个群体的密度是多大,因为这个化合物的浓度跟群体的密度是正相关的。另外也可以用于生物防治。比如在新疆等地方,都有用鸡鸭来防治蝗虫的传统,发现效果一开始是好的,但鸡鸭吃过一段时间的蝗虫后就不吃了,这是因为一开始鸡鸭没有吃过蝗虫,觉得口感新鲜,但吃多了以后,会产生中毒的反应,时间一长就不爱吃蝗虫了。

如何让鸡或者鸭,甚至鸟,能够持续捕捉蝗虫,这需要我们同时给鸡或者鸭补充解毒剂,把蝗虫的种群压在一个比较低的界限,这方面的研究前景也是非常好的。

“有自主创新的能力,才能不受制于人”

网易科技:作为一位科学家,您怎么看待我们国家的基础研究现状,在科研原始创新上有哪些需要加强?

康乐:中国是一个人口大国,也是一个经济大国,这两点决定了中国的科学发展必须立足于自力更生,必须立足于我们自己国家。这样一个大国,不可能靠钱买技术。虽然与生命科学密切相关的技术、设备、试剂是可以用钱买到的,但花钱能买到的技术绝不是最新的技术,也不是最强的技术。随着形势的发展,有的技术用钱也买不来了。所以说无论是基础研究、还是应用研究,都需要有自主的知识产权,有自主的创新能力,这才能不受制于人。

我们完全有能力实现自主创新。现在全世界基础研究前沿水准的文章,有许多作者都是中国人,这说明中国人是有创新能力的,在科技前沿可以做得很好。中国今天的科技发展水平,用世界上的几种不同计量方式来衡量,也是属于在前列的。我们国家每年培养的博士数量在全世界能排第一了,从事科学研究的人数名列前茅,政府投入的研发经费,在全世界排名第二位。但是高水平的科研成果与发达国家相比仍有较大距离,这是我们发展过程中必须要经历的一个过程。因此,我们既要有自信,也要有做长期奋发努力才能赶超世界先进水平的精神准备。

第二点,基础研究,特别是生命科学的基础研究,是所有后面的生物技术、医药应用的源头,没有基础研究就没有那些技术的产出。所以说,一个重要的基础研究,可能暂时并不能够直接产生经济效益,然而它一旦有了突破后,所产生的经济效益是不可估量的。

基础研究是科技创新的源头,我们国家这么大,人口这么多,还有这么多的高等院校和研究机构,如果我们没有自己的原创,没有能够走向世界的基础研究,这是不可想象的。

但有一个问题,我们现在使用的许多药物,甚至使用的农药包括除草剂,大部分的知识产权和技术发明是国外的,我们真正自己原创的,占的比例还是比较低的。

要全面衡量人,要严格塑造人

网易科技:科技部、中科院等部门不久前联合开展清理“四唯”(唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项)专项行动,要扭转和优化科研环境,您怎么看?

康乐:我在中国科学院工作,也长期担任中国科学院的所(局)领导,在我曾经领导的研究所和我带领的研究团体中,从来没有唯某一个东西。我们看一个科学家,都是全面和发展的看。比如,我在中国科学院动物研究所当了5年的所长,我对人才的评价是综合的、全面的。第一是的爱国奉献的精神,第二是对工作的热爱程度和事业心,第三是科技成果的产出合质量,第四是合作精神,包括与同事们之间的合作,与外单位的合作,以及研究生对导师的评价。我理解的清理“四唯”是不能把某一个“唯”绝对化和唯一化。引进人才更要认真分析历史过程和实际贡献,把“态”和“势”结合起来考察。

网易科技:国内近期有名校对成绩表现不好的学生进行“本科转专科”的降级处理,您赞成么?

康乐:现在大学里对本科生的要求越来越严格了,这是一件非常好的事情。,现实社会上存在一种习惯,认为高中再苦几年,上了大学就解放了,这样的认识是错的。从人才培养和教育的规律来看,应该学历越往上走,教育和训练的强度、评价的标准都要更加强化和更加严格,而不是更加放松。如果到一个国际上很著名的学校拿一个博士学位的话,不可能轻轻松松就拿下来,淘汰率是很高的。我觉得学校里有逃课的,有沉迷于电脑网络游戏的,有抄袭的,有考试作弊的,应该严肃处理。更不能多门功课考试不及格,毕业时搞一个“清考”全部合格过关。大学时期是学生人生观、价值观塑造的关键时期,在这个时期不塑造好,就会让学生认为今后的社会也可能是这样的,就是靠走捷径、投机取巧就能够蒙混过关,这会给我们的人才培养造成很大的误区。我们培养的学生是社会主义的接班人和建设者,必须要高标准、严要求。

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