【湖大学人】湖大“第三代蜘蛛侠”刘杰:科研路上的传承与图新

26.04.2016  21:06

      近期,一个名为“湖北大学蜘蛛侠”的微信H5在朋友圈疯狂转载,其制作者之一、我校生命科学学院副教授刘杰走进人们的视野。
      刘杰,1981年出生,在他身上有着“80后”典型性格优点:勤奋、认真、开朗,对工作积极负责,与学生亦师亦友。然而,这位“80后”也是我校蜘蛛研究团队中的后起之秀:“湖北青年英才开发计划”首批培养人、湖大“青年英才”受资助者,以第一作者或通讯作者发表论文26篇,其中15篇被SCI杂志收录。主持国家自然科学基金面上项目、武汉市晨光计划等科研项目十余项。
      对刘杰来说,多年的成长“主要得益于母校良好的蜘蛛学研究平台”,而对学校来说,蜘蛛学平台也正因为有这样的后起之秀,科学研究才不断创新发展。 

历 史

      上世纪70年代,武汉师范学院(湖大前身)赵敬钊教授在开展农田生物防治过程中偶然间发现一类棉田天敌——蜘蛛,由此拉开了我校蜘蛛研究的序幕。

      40余年来,湖北大学蜘蛛研究以蜘蛛的资源调查和经典分类学研究为起步和基础,逐渐发展为涵盖分类学、行为学、害虫生物防治和分子系统学四个研究方向的动物行为与系统发育团队。团队以蜘蛛为主要研究对象,研究对象还包含果蝇、二化螟等昆虫。
      蜘蛛的经典分类学是一个传统而基础的蛛形学研究领域,与其他基因工程、微生物等生物学研究不同的是,蜘蛛分类学研究不仅依靠高精尖的实验室仪器观测,更主要的是要亲身探访蜘蛛生存的每一个角落。上世纪70年代以来,赵敬钊、陈建、李代芹、刘凤想等一代代“蜘蛛侠”奔赴国内外数不清的森林、洞穴、热带雨林,历经艰难险阻、生死考验,寻找回无数世界罕见的蜘蛛种类,为中国蜘蛛研究做出了重要贡献。1992年,我校与中国动物学会蛛形学专业委员会联合主办《蛛形学报》杂志,是国内刊载蛛形动物(重点是蜘蛛、蜱螨和蝎)学术研究的主要期刊。赵敬钊对棉田蜘蛛的研究曾享誉国内外,陈建现任中国动物学会蛛形学专业委员会主任委员,李代芹关于蜘蛛行为学的研究曾登上世界顶级学术杂志《Science》,而刘凤想更被誉为“蜘蛛抓捕神手”。
      从研究生阶段开始接触蜘蛛的刘杰,多年来,他把大部分时间献给了野外考察,四川盆地的山涧、云贵高原的洞穴、海南和云南的热带雨林……截止目前,他首次在科学上建立蛛形纲蜘蛛目1个新属,发现1个越南新记录科、2个中国新记录属、100余个新种。陈建形容刘杰“能吃苦,有创新能力,是蜘蛛分类学研究的希望”。

传 承

      刘杰被寄予厚望。回望初衷,接触蜘蛛研究却是“始料未及”。
      1999年,刘杰考入湖北大学生命科学学院生物工程专业,主修微生物学、细胞生物学、发酵工程等课程。大四期间,他成功获得保研机会,择师陈建。“第一次抓蜘蛛是在恩施,跟着陈建老师和刘凤想老师去的”。刘杰回忆,第一次实地抓蜘蛛,感觉“很震惊”,但看到刘老师把玩蜘蛛,他也就不怕了。
      研究生三年,刘杰长期在武汉东西湖新沟农场进行定点田间调查,被当地的农民戏称为“比我们农民还辛苦的大学生”。也正是这段艰苦的研究经历让他初次体验到蜘蛛研究的魅力,两篇科研论文分别发表在《生态学报》和《昆虫知识》两本中文核心期刊上,“成就激发动力,动力促成成就,这是良性循环。”
      2005年,刘杰考入北京中国科学院动物所攻读动物学专业的博士生,师从我国著名的蜘蛛分类学专家李枢强研究员,从事洞穴蜘蛛方面的研究。博一期间,他和一位师兄到云贵高原采集洞穴蜘蛛标本。在一个不知名的小山坳里,刘杰为了抄近路,攀着一棵横生的树爬过小坡。没料到,忽然树根松动,连人带树摔下高达10米的山坡,泥土簌簌地往他身上掉,“一块大石头直接掉下来砸在我左肩膀上,当时就趴着不能动了。”
      这段经历算是他野外采集蜘蛛生涯中最惊险的一次,但人年轻的时候,经历了惊险,也就有了韧劲和闯劲。刘杰说,野外蜘蛛采集是一个艰辛和孤独的过程,但所有的艰辛远比不上发现稀有蜘蛛时的成就感。在被石头砸伤的第二天,刘杰依旧背上包继续采集蜘蛛,连续3个多月的采集过程,他们搜集到两万余只蜘蛛,为博士论文准备了充足的材料。

      博士毕业后,刘杰回到母校任教,继续从事蜘蛛分类学方面的研究。两年后,晋升副教授,被学校同行称为“第三代蜘蛛侠”。
      刘杰说:“我从未想过会研究蜘蛛,但一旦选择了,又从未想过改变研究领域。 

平 台

刘杰所说的平台,也就是我校在蜘蛛学研究中的底蕴与实力。当前,国内共有中国科学院、河北大学、湖南师范大学、湖北大学等几所较为出名的蜘蛛研究院所,较之前几所机构在蜘蛛研究的内容都较为专一来说,湖北大学蜘蛛研究的广度和深度优势凸显,拥有良好的研究底蕴和传统,目前又发展为分类学、行为学、害虫生物防治和分子系统学,研究内容多样。同时,多年以来,研究成果丰硕,团队人员“老中青”梯队合理搭配,当前生命科学学院蜘蛛团队共有超过30名师生成员。
      平台是基础。作为蜘蛛团队中的新生代力量,刘杰在这个平台上入门、成长和逐渐成熟。从硕士期间初次品尝科研带来的甘甜,到博士期间接触到巨蟹蛛科(蜘蛛目的一个科),以第一作者发表8篇SCI论文,发现巨蟹蛛科两个中国新记录属和20多个新种及大量新记录种,建立了中国巨蟹蛛网站( http://sparassidae.hubu.edu.cn )。工作以后,学校和学院给刘杰提供了充分发展的自由空间,他独立主持完成国家自然科学基金项目、湖北省自然科学基金项目等十余项。2014年,刘杰还入选了“湖北省青年英才开发”计划,湖北大学“青年英才支持计划”。
      2015年,受国家留学基金委地方合作项目基金资助,刘杰获批到美国佛蒙特大学进行为期一年的学术访问。留美期间,他坚持高强度学习,每天往返于实验室与食堂之间,学习国外关于球蛛科的分类与研究。这一年,刘杰关于世界球蛛科系统分类学方面的科研论文发表在行业经典学术期刊《Molecular  Phylogenetics And Evolution》上,这成为他学术成果中的一大亮点。

创 新

      学科的发展不仅要靠人的传承,还要靠学术本身的传承创新。作为陈建老师的门生,刘杰从蜘蛛分类学入门,他也将此作为科研的立身之本。在懂得认识蜘蛛、捕捉蜘蛛和手绘蜘蛛的基础上,刘杰开始不断延展与创新,将研究领域拓展到蜘蛛的分子系统学研究。

 

      分子系统学本身也是对传统分类学的延展与创新。无论是赵敬钊教授还是陈建教授都侧重于从传统的形态学角度,通过显微镜观察、解剖、鉴定、绘图与拍照等对蜘蛛进行分类,而分子系统学则逐渐引入现代科学鉴定的一些方法,以DNA序列等分子数据为依据对蜘蛛进行分类。
      刘杰介绍说,从当前国内外形势来看,分子系统学是蜘蛛分类学研究的一个发展趋势,其研究更为微观,而且可以衍化到对动物进化、生物地理学等学科研究过程中,尽管当前这个领域还存在许多需要改进的地方,“但我们这代人还是需要在这方面作些研究。”
      目前,湖北大学蜘蛛分子系统学研究自2004年陈建教授开始,已经建立了良好的软硬件平台,是国内为数不多的较早开展蜘蛛分子系统学研究的单位之一。截止目前,已经在《Molecular Phylogenetics and Evolution》《Proceedings of the Royal Society of London B》《Zoological Journal of the Linnean Society》等本领域经典杂志上发表文章,在巨蟹蛛科、节板蛛科、球蛛科等类群的研究具有一定的国际影响力。
      当然,创新不仅是一种行动,也是一种理念。科研锻炼了刘杰创新的能力,也赋予他不断创新科研思维的敏感。他认为,科学发展到一定程度要加强团队合作,要善于开放思维、相互借鉴,“这个合作不仅止于国内,更多的是国际合作。”他认为,在蜘蛛研究中,湖大有需要也有实力开展国际合作。
      因此,他牵头的课题组在当前已获取200余种巨蟹蛛科标本的基础上,正通过形态学与分子系统学相结合的手段厘清中国巨蟹蛛科分类系统,同时,他也正与国外学者积极合作,探讨世界巨蟹蛛科分类系统。

未 来

目前,全世界共发现43678种蜘蛛,中国约占10%,还有更多未知新种正等着研究者去发现。

      日前在微信圈传播的H5数字产品《湖大蜘蛛侠》,是一部微型蜘蛛科普片。刘杰把织网的蜘蛛搬到了虚拟网络,而这些“网红”中的绝大多数,是陈建教授多年科研生涯中搜集的蜘蛛样本。
      蜘蛛的发现之旅未有完成时,正如刘杰所说,“每一次的发现都是对科学的贡献。”他介绍道,从科研的价值来看,未来蜘蛛研究有着广阔的应用前景,比如对蛛丝的药用价值研究,是否可用作人体骨架修复材料?韧性优良的蛛丝可否用于航天材料等?……所有这些假设都是对未来的期待,尽管现在牛津大学、麻省理工学院等著名团队正在如火如荼的开展相关工作,但蜘蛛研究在世界范围内还处于基础研究阶段。     
        未来往往还和更广阔的创新联接在一起。在湖北大学,蜘蛛研究除了传统的分类学,彭宇教授团队专注于研究蜘蛛抗药性及治理、李代芹教授专注于蜘蛛行为学研究,刘杰等人也在探索蜘蛛分子系统学的过程中,逐渐加强对蜘蛛皮、医用蛛丝材料和蛛网进化等方面的研究,积极拓展蛛形学在生产实践中的应用。目前,刘杰已开始和华中师范大学接触探索蜘蛛皮的抗菌效果,和华中科技大学合作研究蛛丝的力学性能等。
        “科研需要时间,切忌闭门造车,更切忌浮躁与功利。”这是35岁、从事蜘蛛研究十余年的刘杰的科研态度。关于未来,他认为,平台是基础,创新有空间,而他,正年轻。
 

记者手记

真实的80后

      关于刘杰这位青年“蜘蛛人”,我们还有许多的采访细节。比如他为了学习手绘蜘蛛,跟着小学生一起上素描课;比如除了科研,他作为教师,被学院副院长评价“是青年教师中的佼佼者”,他被学生评价为“亦师亦友”,他还是学院工会主席,每周六坚持带领学院老师跑沙湖……但这些素材都因为本文想要通过刘杰展现我校蜘蛛研究的传承与创新而未被提及。
      然而,这并不妨碍本文对这位“80后”教师的刻画。当前,“80后”一代开始逐渐迈入中年,重担开始向我们压来,关于工作、关于生活、关于家庭……生命中真正所谓责任、态度和担当的这些词汇如此坚硬而又真实地展现在我们面前。时代造英雄,时代造人才,这话的真正意义或许在于,属于你的时代到了,你是选择去正面地应对、勇敢地担当,还是选择随波逐流、借着浮木求生存?
      可以说,刘杰无疑是“80后”的优秀代表:他坚持不懈,感受到了动力和成就之间的良性循环;他创新求变,创新精神不是天生的,可贵的是刘杰在后天的努力中将此变成了自身特质;他勤奋努力,每天晚上9点照顾孩子睡觉后和妻子两人奔赴办公室,各自享受9点到12点的“纯粹工作时间”……所有这些,都是“80后”,对积极应对、勇敢担当的选择。
      而事实在于,“英雄”也好、“人才”也罢,身处时代漩涡,“80后”在乘风破浪之余,还能迎风凭栏,沉下心学习,扑下身生活,笑看人生风云变幻,云淡风轻。
      这才是真实的80后。

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