人物簡介:黃曉磊,福建農(nóng)林大學(xué)植物保護學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,福建農(nóng)林大學(xué)第七屆學(xué)術(shù)委員會委員,福建省引進高層次人才(B類)、閩江學(xué)者特聘教授、福建省特殊支持人才“雙百計劃”人選。他曾獲得中國昆蟲學(xué)會青年科學(xué)技術(shù)獎、中國科學(xué)院院長獎、北京青年優(yōu)秀科技論文一等獎、美國國務(wù)院國際訪問者領(lǐng)袖計劃等。他在國內(nèi)外昆蟲學(xué)、生態(tài)和進化、基因組學(xué)、動物學(xué)等領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊發(fā)表文章80多篇。
潛心科研,探索綠色防控
“只有經(jīng)過親身嘗試和體驗之后,你才能發(fā)現(xiàn),自己真正想做的領(lǐng)域是什么。”黃曉磊坦言道。2003年,他進入中國科學(xué)院動物研究所開始碩博連讀,首次接觸到了昆蟲多樣性及害蟲防治領(lǐng)域。在開展溫帶和亞熱帶地區(qū)廣布的害蟲欒多態(tài)毛蚜的種群分化研究時,黃曉磊假定其包含隱存的物種多樣性,并前往各地采樣,獲取了形態(tài)學(xué)、生物學(xué)和分子數(shù)據(jù),通過整合分類學(xué)研究,證實了這一設(shè)想。經(jīng)過多次的野外考察和實驗驗證,能更為直面地接觸到自己的研究過程。他解釋道:“對比那些微觀的、看不見摸不著的實驗來說,這樣的研究過程是我比較喜歡的?!秉S曉磊最終將生物多樣性格局及其生態(tài)和演化機制確定為自己的研究領(lǐng)域,開啟了他的科研之路。
“地球上有各種各樣的生物,有害生物亦是生物多樣性的組成部分?!秉S曉磊提到,隨著社會的發(fā)展,人們越來越認識到傳統(tǒng)的使用化學(xué)農(nóng)藥消滅病蟲害具有其局限性和潛在危害,因此更偏向于采取綠色防控、生物防治的方法進行有害生物治理?!白匀唤缡且粋€生態(tài)系統(tǒng),物種間的關(guān)系負責(zé)維持生態(tài)系統(tǒng)的健康,開展有害生物防控也非常需要理解物種間的關(guān)系及多樣性?!睘榱烁玫亻_展有關(guān)亞熱帶蚜蟲害蟲多樣性和綠色防控的整合性研究,黃曉磊及其團隊成員花了五年的時間,到各地廣泛采集標本,并開展野外生態(tài)、形態(tài)觀察、分子生物學(xué)實驗、基因組學(xué)等多方面研究,追溯物種多樣性的演化。他們還花了很長時間收集了中國半翅目(可以說是害蟲最多的目)昆蟲的物種信息,并從空間分布、系統(tǒng)發(fā)育多樣性、分歧時間等多個角度研究了其多樣性格局,研究結(jié)果為理解昆蟲大尺度多樣性格局和中國昆蟲區(qū)系演化提供了新證據(jù),也有助于昆蟲資源保護利用和害蟲防治工作。
實驗室合影
2021年5月,黃曉磊所帶領(lǐng)的團隊發(fā)表了關(guān)于“竹燕窩”基因組的研究?!爸裱喔C”在中國西南地區(qū)已有幾百年的食用歷史,被認為具有重要的食用和藥用價值。實際上,“竹燕窩”是專門生長在蚜蟲等蜜露上的一種真菌——海綿膠煤炱的透明或淺黃色膠質(zhì)珊瑚狀的大型子實體。黃曉磊團隊從物種間關(guān)系的角度,關(guān)注“竹子—蚜蟲—海綿膠煤炱”這一研究體系中的多個科學(xué)問題,并通過基因組學(xué)的研究,嘗試理解“竹燕窩”發(fā)育的遺傳基礎(chǔ),期望將來能夠?qū)崿F(xiàn)人工培養(yǎng)并應(yīng)用到市場上。
黃曉磊介紹道,他期望能夠不斷推進有害昆蟲分類和多樣性的研究,這也是福建省應(yīng)該加強的領(lǐng)域?!白匀唤绲纳鷳B(tài)系統(tǒng),包括害蟲防控,最后都必須歸結(jié)到物種間關(guān)系上?!彼硎?,研究昆蟲和體內(nèi)共生微生物的關(guān)系,無論是在理論或是將來的應(yīng)用上都很重要。黃曉磊說到:“我希望能夠采用整合性的研究策略,不斷推動害蟲分類和多樣性學(xué)科的發(fā)展。”
樂育人才,注重高效課堂
黃曉磊2014年到福建農(nóng)林大學(xué)任教,在他看來,做好這份工作最重要的是“專業(yè)性”,即教學(xué)和科研的本職工作都要做好,在保證教學(xué)內(nèi)容豐富的同時創(chuàng)造更為高效的課堂。在課堂上,為了促使學(xué)生更有效地理解新的概念,黃曉磊會將重要知識點穿插在教學(xué)內(nèi)容里,同時引入科研實例,幫助學(xué)生更好地理解?!皩W(xué)科歷史是很重要的,每一個概念,都是經(jīng)過長時間的積累及從多個典型的研究實例中提取出來的。”黃曉磊闡述道。因此,他會將研究實例整合起來進行專業(yè)上的解釋。從一個科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)開始,他嘗試與學(xué)生們共同思考解決方案,并與科學(xué)歷史上的研究進行對比,探討從實驗中獲得的啟發(fā)。
與學(xué)生討論實驗
在帶領(lǐng)學(xué)生做實驗的過程中,黃曉磊總是主動觀察學(xué)生的狀況,與學(xué)生及時交流他們遇到的難題。在每周的組會上,黃曉磊會鼓勵學(xué)生們積極提問并作出系統(tǒng)性的回答。他坦言:“有的實驗需要反復(fù)進行,有時候?qū)W生們會感到比較枯燥?!睘榻鉀Q學(xué)生存在的這一心理壓力,他會和學(xué)生共同討論,確認其研究課題的階段性任務(wù),將課題細化成幾個小的目標,每個階段性目標的達成,會讓學(xué)生獲得研究工作上的成就感。
“人很容易陷入惰性,老師上課也是,教改這種形式可以促使我們?nèi)プ鲆恍┧伎己透淖??!秉S曉磊負責(zé)主持了校級研究生教改項目“領(lǐng)域前沿驅(qū)動的研究生專業(yè)課程教學(xué)模式探索”,參與了校級本科生教改項目“植物保護創(chuàng)新實驗班《普通昆蟲學(xué)》雙語教學(xué)的模式與實踐”。他不斷地跟蹤科研進展,閱讀大量的論文,從眾多研究實例中提取出普遍性內(nèi)容,使其與課堂上的知識點有機結(jié)合,盡可能將最新的科研成果和理論傳授給學(xué)生。他認為:“想要讓一個傳統(tǒng)的學(xué)科具有吸引力,就必須給它注入一定的活力和新的內(nèi)容。”2017級植物保護專業(yè)嚴家顯創(chuàng)新班的江凌晗回憶道:“在介紹生物物種時,他會結(jié)合很多具體的研究實例,進行概念上的講解,以此來提升我們對于這門課的興趣?!痹邳S曉磊的教導(dǎo)下,學(xué)生們對于昆蟲學(xué)科的理解愈加深厚。
開拓創(chuàng)新,追尋數(shù)據(jù)共享
“大數(shù)據(jù)本身可以驅(qū)動新知識的產(chǎn)出?!蝗~障目不見泰山’,一般情況下,我們可能只看到那片葉子,當數(shù)據(jù)量大了以后,我們看到的就是泰山?!碧峒按髷?shù)據(jù)對于科學(xué)研究的重要性,黃曉磊如是說。這些年來,他始終站在推動數(shù)據(jù)共享的第一線。
分析實驗數(shù)據(jù)
當前大量物種面臨滅絕危機,生物多樣性正在不斷減少?!拔覀円Wo這些物種,保護生態(tài)系統(tǒng),但是所有的保護都要以科學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來做決策。”黃曉磊說道。黃曉磊最初在開展昆蟲多樣性格局研究時,發(fā)現(xiàn)他能收集到的公開共享的數(shù)據(jù)少之又少,妨礙了研究的開展。這個經(jīng)歷促使他開始關(guān)注科學(xué)數(shù)據(jù)共享并開展了相關(guān)研究。作為《生物多樣性》雜志的副主編,2016年12月,黃曉磊和幾位同行在該刊組織出版了生物多樣性數(shù)據(jù)共享專欄,包括一篇社論和幾篇數(shù)據(jù)論文。秉承著“采用自下而上的方式來影響更多的研究者”的理念,他們呼吁研究者以數(shù)據(jù)論文的形式共享平時積累的數(shù)據(jù),從而讓更多人得以使用。由于國內(nèi)缺少科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺,很多中國學(xué)者只能將數(shù)據(jù)共享到國外平臺。針對這種情況,幾年前,黃曉磊和同行創(chuàng)立了科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺DataOpen,他解釋道:“我們這個平臺可以給數(shù)據(jù)集頒發(fā)DOI號,在網(wǎng)絡(luò)上可以方便跟蹤數(shù)據(jù)被使用的情況,包括每一次下載,每一次被引用等?!?/p>
現(xiàn)今科學(xué)大數(shù)據(jù)已然成為一種新的范式,數(shù)據(jù)量的積累會不斷改變?nèi)藗儗κ挛锏恼J知。早在十幾年前,美國科學(xué)基金會曾設(shè)立研究專項,期望基于DNA序列數(shù)據(jù)建立達爾文在一百多年前提出的“生命之樹”,但這種自上而下的項目模式,常不一定具備可持續(xù)性。黃曉磊認為,地球上現(xiàn)有兩百多萬的生物物種,要想獲得每個物種的DNA序列,是很難實現(xiàn)的,但可以通過數(shù)據(jù)共享的方式將這個任務(wù)進行分解?!霸囅?,如果全世界有一萬個實驗室開展類似工作,每個實驗室都能共享各自的數(shù)據(jù),放在一起,就可以建立一棵生命之樹?!彼硎荆约簳M最大努力,影響更多的研究者加入科學(xué)數(shù)據(jù)共享事業(yè)。