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2019年底,何舜平作为鱼类学家首次参加载人深潜。水生所供图
近日,中国科协生命科学学会联合体公布了2025年度“中国生命科学十大进展”,中国科学院院士、中国科学院水生生物研究所(以下简称水生所)研究员何舜平团队研究成果“生物多样性新边界探索:解码深渊动物演化过程和适应的遗传机制”入选。
何舜平告诉《中国科学报》:“一群人长期专注做一件事,往往能有一些新发现。”从1985年考入水生所攻读研究生,到2025年当选中国科学院院士,40多年里何舜平只专注于一件事,那就是研究鱼。
鱼专家
1985年,初入水生所,何舜平便被这里浓厚的学术氛围所震撼。“我一来就在标本馆工作,周围全是院士和顶尖专家——伍献文、刘建康、曹文宣、陈宜瑜……这些名字几乎筑起了中国鱼类学研究的脊梁。”他感到“钻进了巨人们的鱼篓里”。
那个时期的何舜平开始有了清晰的使命感:“新中国成立前,中国的鱼类命名和标本收集大多是由外国人完成的。是中国科学院院士伍献文这一代人,开始重新考察、整理、命名中国的鱼类。他们创立的鱼类学研究组,是中国鱼类学的发源地。”
在水生所的标本馆里,何舜平从最基础的鱼类分类学做起,辨认标本、绘制形态图、整理文献资料。他说,分类学看似“初级”,却是生物学的核心基础,没有分类学,就没有后续的系统发育、进化生物学研究。专注于鱼类骨骼形态研究的他,练就了一手精湛的解剖图绘制技艺。
1994年,当何舜平准备申请国家自然科学基金、继续深入研究骨骼学时,中国科学院院士、时任水生所所长陈宜瑜对他说了一番话:“如果继续做骨骼学,你超不过我,也超不过陈湘粦(编者注:水生生物学家)。你超不过我们,有什么用?不如另起炉灶。”
几经思量后,何舜平决定在前辈科学家的指导下,转向当时还十分前沿的分子生物学领域,将基金课题方向改为“使用随机引物多态性技术对鲤科鱼类系统分类进行重新整理”。
转向新研究,实验室条件十分有限。陈宜瑜从所里拨出1万元,又请当时的室主任曹文宣支持1万元。用这2万元,他们建起了一个分子生物学实验室。
上世纪90年代,在陈宜瑜的推荐下,何舜平远赴法国国家自然历史博物馆普通及应用鱼类学实验室做访问学者,然后继续攻读博士学位。令他意外的是,他答辩的实验室,正是60年前伍献文答辩的地方。“我去的时候,还有一位90多岁的老先生见过伍老。”何舜平说。旅法期间,何舜平发现,法国博物馆收藏了大量中国鱼类的模式标本。这些标本大多是19世纪末20世纪初外国传教士、探险家采集的。“看着那些标注着外国学者名字的标本,我更坚定了要让中国鱼类学走向世界的决心。”
1997年,何舜平顺利通过博士答辩,带着满满的收获回到水生所。这次留学经历,不仅让他掌握了前沿的研究技术,成为一名有国际视野的“鱼专家”,而且让他深刻体会到学术传承的力量。
“伍献文院士60年前在巴黎求学,60年后我踏着他的足迹前行,中国科学家在同一个地方追求同一个梦想,这是一种使命的传递。”他说。
发起人
2020年,何舜平发起了一个雄心勃勃的计划——“万种鱼类基因组计划(Fish10K)”,旨在对全球1/3的鱼类进行基因组测序,构建开放共享的鱼类基因组数据库。
“全世界有3万多种鱼类,如果我们能对其中1万种进行测序,就能覆盖所有的目和大部分科属种。这样一来,以后鱼类学者就不用再重复进行采集和测序工作了。”何舜平说。
计划的灵感来自他对深渊鱼类的研究——在研究深渊鱼时,他发现很多鱼类的基因组数据是空白的,这严重影响了研究的深入。
实施一个如此宏大的计划,难度可想而知。“首先是样本采集,要找到1万种鱼,覆盖全球所有的鱼类目级类群,这需要大量的野外工作和国际合作。”何舜平介绍,他们不仅要采集国内的鱼类样本,还要与国外的科研机构合作,采集国外的特有鱼类。
其次是技术挑战。“基因组测序的工作量非常大,计算量也很大,需要大量的CPU(中央处理器)资源和存储空间。”何舜平介绍,他们与相关企业合作,动用了大量的科研力量和技术设备,“光是拼接基因组,就花了很多时间和大量电费”。
最后,资金也是一个难题。计划没有专门的经费支持,必须到处筹措资金。
2025年11月6日,《创新》发布了他们的首期研究成果。研究团队通过从头测序并整合分析464种真骨鱼类全基因组,构建了迄今覆盖度最完整的鱼类基因组图谱,为解析鱼类演化历程提供了前所未有的分辨率。
团队成功完成了110个新鱼类物种的高质量基因组组装,首次补齐了3个长期缺失鱼类基因组数据的目级分类单元,并整合已有基因组,建立了覆盖真骨鱼类全部44个目、总计464个物种的全基因组比对矩阵。
这项工作不仅在数量上超越以往鱼类基因组学研究,更在解析精度上与哺乳类和鸟类的大规模基因组计划相媲美,提供了迄今世界上规模最大、覆盖度最完整的鱼类基因组资源。
深渊鱼类研究还有很多谜团等待解开,鱼类进化生物学领域还有许多问题需要深入探索,目前Fish10K正在持续推进。
探索家
2015年,何舜平受中国科学院深海科学与工程研究所邀请,参与深渊鱼类研究。
2017年,“探索一号”科考船在马里亚纳海沟7000多米深处成功捕获了深渊狮子鱼,科考船还未靠岸,珍贵的鱼样就已经送到了何舜平的实验室。何舜平设计了一套完整的从形态学到基因组学的分析方案,对深渊狮子鱼进行了全面研究。结果令人震惊:为了适应深海极端高压环境,这种鱼的头骨几乎完全退化,身体变得柔软如胶。
“它没有刚性空腔,压力可以通过液体均匀传递到全身。”何舜平解释道,“这就像精密仪器里注满油来平衡压力一样。”研究团队还发现了一个关键基因突变,会导致鱼的骨骼发育不全,变成软骨头。
“这项工作,我们‘从0做到10’。”他介绍,“在全世界的深渊鱼类研究中,中国科学家处于领先地位。”
2024年,相关论文被投到《细胞》,仅过了53天,论文就被接收了。“所有评审意见都是正向的,评价是‘太不可思议了’!”何舜平说。
这项研究不仅揭示了深渊鱼类适应极端环境的机制,而且建立了一套研究深海生物的完整方法和技术体系。“我们使用的是最先进的研究手段,几乎找不到瑕疵。”何舜平说。
事实上,这种对极致的追求,何舜平坚持了很多年。
在他的办公室里,至今珍藏着一套《中国淡水鱼类原色图集》。该书第三册中的照片是何舜平和同事当年用胶卷相机拍摄的。为拍摄到清晰的照片,何舜平和同事背着渔网、鱼篓、相机和福尔马林,走遍了新疆、云南和东北三省的主要水域。
“那时候我们用的是哈苏胶卷相机,要拍活鱼的原色照片,难度很大。”他一边翻看图集,一边回忆,“我们要在野外找到活鱼,然后在鱼缸清澈的水中拍摄,还要保证鱼的形态自然。”当时,相机很重,胶卷也很珍贵,每一张照片都要反复调整角度和光线。
野外工作的艰辛远超想象。有次在昆明机场,他背着铁桶、头发凌乱、衣衫不整,正好被中国科学院的一位领导撞见。“对方问:‘你是干什么的?’我说,我是水生所的,出来采样的。后来,那位领导同别人讲:‘何舜平那样子真像逃难的。’”
在新疆布尔津,何舜平经历了难忘的大风。“那风太大了,212吉普车都被吹翻到沟里了。”当时,他和同事坐在车里,看着外面的漫天黄沙,根本不敢下车。“我们本来想下去帮忙推车子,结果一开门,车门差点被吹掉,人根本站不稳。”
如今,水生所的标本馆里收藏着多达40万号鱼类标本,其中不少是何舜平和团队成员冒着危险采集回来的。
传承者
何舜平所在的实验室有着清晰的学术传承谱系:从伍献文到陈宜瑜和曹文宣,然后是他,现在又传承至他的学生。
在培养学生方面,何舜平最看重的是“能不能吃苦”。他曾直言不讳地告诉报考者:“干大事不能甘于平庸。如果不准备玩命干,就不要来这里。”
他的人生信条是“做最平常人,干天大事”。“过着平常人的生活,研究5亿年来鱼类的演化历程——这确实是天大的事!”他自我调侃道。
对于当选院士,他有清醒的判断:“一个科学家,昨天不是院士,今天当选了院士,难道说他今天的研究水平就一定比昨天高吗?”他告诉记者,“头衔只是一种荣誉,做出什么样的成果才是最重要的”。
“科学研究就像酿酒,需要足够的时间去沉淀。”站在办公室窗前、望着窗外,何舜平意味深长地说:“40年还不够,我们这坛科学之酒,还要耐心地酿下去。”
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