近日

我校生命科學(xué)學(xué)院李勝教授團隊

特聘研究員裴小津

在《Nature Ecology & Evolution》發(fā)表論文

為擬態(tài)與偽裝的進化研究

提供關(guān)鍵的分子證據(jù)

《Nature Ecology & Evolution》論文封面

7月9日，作為華師生命科學(xué)學(xué)院李勝教授團隊一員，裴小津研究員以第一作者的身份在生態(tài)和進化生物學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊《Nature Ecology & Evolution》，發(fā)表題為“The pigment transporter Redboy confers programmed body color transition in orchid mantises”的封面論文，并受邀撰寫同期專題Research Briefing。同時，該論文入選了紀念偉大生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、進化學(xué)家Henry Walter Bates誕辰200周年的《Nature》系列專題“Celebrating Bates”。這篇論文不僅揭示了蘭花螳螂體色程序性轉(zhuǎn)變的分子基礎(chǔ)和進化生態(tài)學(xué)功能，還為擬態(tài)與偽裝的進化研究提供了里程碑式的分子證據(jù)。

裴小津，華南師范大學(xué)一類青年英才、特聘研究員，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事昆蟲分子生態(tài)學(xué)和進化生態(tài)學(xué)研究，目前已在《Nature Ecology & Evolution》《PLOS Biology》《BMC Biology》《Insect Biochemistry and Molecular Biology》等國際高水平期刊發(fā)表十余篇SCI論文。

華師這支團隊

他們孜孜以求

于未知處探微索真

愿以典型為鑒

與學(xué)界共拓認知疆域

“我們希望用這樣一個經(jīng)典的模型

去探究這些神奇現(xiàn)象的奧秘”

廣東省昆蟲發(fā)育生物學(xué)與應(yīng)用技術(shù)重點實驗室

及其研究所成員合照

長期以來，李勝教授研究團隊圍繞昆蟲進化、發(fā)育和生態(tài)學(xué)開展了一系列研究，并完成了蘭花螳螂基因組測序。裴小津在2021年加入實驗室后，根據(jù)團隊已有研究成果提出“蘭花螳螂的擬態(tài)和偽裝的進化探究”的課題，李勝教授敏銳察覺到這個課題具有極強的創(chuàng)新性，大家一拍即合，便開始系統(tǒng)的科研攻關(guān)。

研究初期，裴小津與團隊主要聚焦于蘭花螳螂特殊的偽裝機制的進化過程。但隨著研究的深入，裴小津注意到蘭花螳螂在成長過程中有一種神奇的體色變化現(xiàn)象，這引起了他們更多的興趣。

蘭花螳螂二齡時期

在自然界中，蘭花螳螂以其形似花朵的粉白色外表被譽為“行走的花朵”，但鮮為人知的是，剛孵化的蘭花螳螂幼蟲身披醒目的黑紅色外衣，經(jīng)過第一次蛻皮后，它們的體色才會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榉郯咨＿@一現(xiàn)象讓裴小津意識到：這種發(fā)育過程中的體色程序性轉(zhuǎn)變是一種重要的生態(tài)適應(yīng)性策略。更值得注意的是，這種變化在整個動物界都具有普遍性，但其背后的分子機制和生態(tài)學(xué)意義一直未被闡明?；谶@一重要發(fā)現(xiàn)，團隊隨即調(diào)整方向，開展針對蘭花螳螂體色程序性轉(zhuǎn)變機制的專項研究。

在云南雨林與毒蟲為伴

在數(shù)萬個基因中尋找關(guān)鍵因子

通過多學(xué)科方法突破技術(shù)瓶頸

他們就像“火燒不壞”的紅孩兒

在一次次困難面前堅持下來

關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過

在濕熱環(huán)境中與毒蟲為伴

實驗之初，研究便面臨關(guān)鍵性挑戰(zhàn)——如何獲取實驗樣本。研究需要幾千只蘭花螳螂作為實驗樣本，然而蘭花螳螂在中國卻只分布在云南省靠近東南亞地區(qū)的邊境處，且由于氣候條件的限制，廣東的實驗室培育一批蘭花螳螂需要半年的時間，培育出的數(shù)量遠遠不能滿足實驗需求。

為解決這一難題，裴小津多次帶領(lǐng)團隊學(xué)生前往云南。云南氣候濕熱交織，山路常年洇著水汽，滑膩難行。為了觀察蘭花螳螂的生態(tài)習(xí)性，裴小津與學(xué)生曾連續(xù)一周每日跋涉二十余里。除此之外，云南群山還毒蟲肆虐，剛開始團隊因缺乏經(jīng)驗不堪其擾，后來才摸索出進山一定要隨身攜帶煙熏和藥品的經(jīng)驗。更令人緊張的還有毒蛇，他們曾數(shù)次與山中毒蛇猝然照面。最終，研究團隊聯(lián)系到當?shù)匾晃焕ハx養(yǎng)殖愛好者，通過其幫忙專業(yè)飼養(yǎng)蘭花螳螂，才徹底解決收集蘭花螳螂的難題。

從上萬個基因中找不同

回到實驗室，真正的挑戰(zhàn)才剛剛開始。因為課題研究跨度極大，需要采用跨學(xué)科研究方法。在進化生物學(xué)方面采用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育分析；在發(fā)育機制解析上運用分子生物學(xué)技術(shù)；生態(tài)學(xué)研究則得到北京大學(xué)張蔚教授團隊的協(xié)助。

在此次研究中，最重要的發(fā)現(xiàn)便是“紅孩兒”——一種新的色素轉(zhuǎn)運蛋白。為了這一發(fā)現(xiàn)，團隊需要從成千上萬個基因中找出那個控制體色變化的關(guān)鍵因子?！叭绻覀儺敃r不是特別想知道這種體色的變化究竟是怎樣發(fā)生的，還真沒有勇氣去做這樣大量的篩選工作”，裴小津說道。經(jīng)歷過無數(shù)次失望，他們終于鎖定了一個從未被發(fā)現(xiàn)過的色素轉(zhuǎn)運蛋白。

有趣的是，當這個基因被抑制時，螳螂依然保持紅色，“這讓我想到了《西游記》里的紅孩兒?！崩顒俳淌诿钊M生的聯(lián)想讓團隊興奮不已，當即決定用“Redboy”來命名這個新發(fā)現(xiàn)的蛋白。

高齡蘭花螳螂若蟲

實驗結(jié)束后，團隊便著手論文寫作。每一個數(shù)據(jù)、每一個表述都經(jīng)過團隊反復(fù)推敲和上百次的修改。談及這段經(jīng)歷，裴小津趣稱：“在多位老師的幫助下，寫作水平有了很大的進步。”除了多次修改，在投稿的關(guān)鍵時刻，其他團隊卻率先發(fā)表了蘭花螳螂基因組數(shù)據(jù)?！斑@給我們的投稿帶來了壓力，但裴老師并不氣餒。相反，他更加希望能將我們的發(fā)現(xiàn)分享給學(xué)界?！鄙锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)2025級博士生羅園，也是本次蘭花螳螂體色程序性研究團隊一員說道。

隨著研究的深入，團隊有了更驚人的發(fā)現(xiàn)。傳統(tǒng)觀點認為蘭花螳螂是擬態(tài)蘭花的，但實驗數(shù)據(jù)表明，它的模仿對象只是淺色的花，而不是特定的蘭花。這一發(fā)現(xiàn)不僅修正了公眾長期以來的認知誤區(qū)，更開創(chuàng)性地揭示了體色程序性轉(zhuǎn)變的分子機制、進化起源以及生態(tài)適應(yīng)性功能，為其他物種或類似現(xiàn)象的研究提供重要參考。

整個研究過程歷時四年，團隊遇到的種種困難不計其數(shù)。裴小津認為，支撐他堅持下來的核心動力源于內(nèi)心的科研興趣?！翱蒲信d趣不僅僅是‘喜歡’，而是一種渴望理解未知、解決謎題的強烈好奇心。這種興趣在困難時期轉(zhuǎn)化為韌性、洞察力和創(chuàng)造力?！辈粌H是研究的進行過程，一個課題從誕生起便要有強烈的興趣?！拔疫x取的課題必須讓我感到振奮?！碧剿髡n題不可以被外界壓力推著走，要讓內(nèi)心的源動力帶領(lǐng)自己高效向前。

在自主探索中發(fā)現(xiàn)新知

在獨立清醒中保持嚴謹

在痛苦掙扎中擺正心態(tài)

不僅是裴小津?qū)τ趯W(xué)生的教導(dǎo)

更是對自己的嚴格要求

“要時刻保持清醒”

羅園在實驗室

裴小津的科研精神不僅體現(xiàn)在對每一個實驗細節(jié)的把控上和興趣上，更體現(xiàn)在對團隊成員的悉心指導(dǎo)和激勵上。他鼓勵學(xué)生自主探索，培養(yǎng)他們的獨立解決問題的能力。

在羅園眼里，裴小津?qū)蒲泄ぷ鞒錆M熱情，“即使面對日復(fù)一日、枯燥重復(fù)的實驗，裴老師依然能夠保持耐心和專注”。除了保持對科學(xué)研究的謹慎求證，裴小津總能從有趣的自然現(xiàn)象中提煉出深刻的科學(xué)問題，“裴老師常說的‘要時刻保持清醒’這句話，不僅僅是對科研理性的強調(diào)，更體現(xiàn)了他在遇到困難時始終保持冷靜、堅持科學(xué)原則的態(tài)度?！绷_園希望自己能在科研思維的訓(xùn)練和學(xué)術(shù)表達方面向裴小津看齊，“裴老師的每一個科研項目都不是孤立存在的，而是像拼圖一樣，有序地拼接成他對生物演化規(guī)律的整體認知。他善于從一個小問題出發(fā)，延展出系統(tǒng)性的研究思路，這種構(gòu)建學(xué)術(shù)框架的能力讓我非常敬佩，也是我今后努力學(xué)習(xí)的方向?！?/p>

“科研很難，突破和收獲的喜悅往往只是一瞬間，而痛苦和掙扎才是常態(tài)。但只要擺正心態(tài)、保持熱愛，就能在科研的道路上不斷前行”。裴小津這樣總結(jié)這四年的研究?；厥走@段經(jīng)歷，他覺得最重要的就是堅持和熱愛。在未來，裴小津依然會繼續(xù)深耕于蘭花螳螂等昆蟲的生態(tài)適應(yīng)性研究中，并不斷為這一領(lǐng)域做出新的貢獻。

從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象到破解機制

團隊用四年時間完成一次科學(xué)探索

這項研究不是終點

更是一段新探索的起點

未來華師科研團隊將繼續(xù)堅守學(xué)術(shù)本心

為科學(xué)發(fā)展貢獻智慧力量

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采寫丨黃一燦 陳燕敏 劉樂兒

攝影丨 部分由受訪者提供

潘嘉淇

執(zhí)行編輯丨張一菲

責(zé)任編輯丨盧嘉裕 吳建國 陳婧

初審丨沈蔚瑜

復(fù)審丨林海岸

終審丨周憲

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