我们在国科大研究蛇

更新时间：2025-01-30 21:04 浏览量：5

原创点赞中国科学院大学

编者按：祥龙辞旧岁，金蛇舞新春。蛇，是智慧和进取的象征，在我国传统文化中具有举足轻重的地位。蛇如何感知环境？又是如何演化的？蛇毒成分和功能又是什么？怀着种种好奇，中国科学院大学（以下简称“国科大”）博士生导师、中国科学院成都生物研究所副所长（主持工作）李家堂带领蛇类多样性保护与利用创新团队师生，以蛇类多样性解析为基础，揭示其特殊表型的创新机制，探究蛇毒成分、结构与功能，构建蛇毒活性成分功能评价技术体系，为抗蛇毒血清及衍生药物开发提供重要科学支撑，以服务国家重大战略需求。

李家堂与蛇的缘分，始于其导师——我国著名两栖爬行动物学家赵尔宓院士。受导师主要研究方向影响，他对蛇类产生了浓厚兴趣。

蛇类作为脊椎动物关键类群，在漫长演化历程中，告别四肢，形成修长身型与不对称肺部，部分还具备毒液系统。这些独特之处，深深吸引着李家堂，他也因此踏上了深入研究蛇类的征程。

李家堂团队

挑战与收获

蛇类相关生物学资料匮乏，采样物种在野外踪迹难觅，需时刻对部分毒蛇保持警惕，有时还要面临气候上的难以适应……对于蛇类的科学研究，总是充满艰辛与挑战。

李家堂团队的研究对象中，有一类生活在青藏高原的我国特有珍稀保护物种——西藏温泉蛇，是世界上分布海拔最高的蛇类之一。

2015年，李家堂带领学生到青藏高原寻找西藏温泉蛇。“当时天气不好，我们在海拔4000多米的地方艰难寻找，再加上我有了头疼、气喘等高原反应，过程非常痛苦。”守得云开见月明，团队最终找到了西藏温泉蛇并成功采到样本。“那一刻的喜悦，让所有的艰辛都化作值得。”李家堂回忆道。

李家堂在野外拍摄蛇类

随着野外工作持续开展，团队逐渐掌握蛇类活动规律，并在研究推进中取得系列成果。

近年来，团队解析了水游蛇科等类群全球分布格局演变；揭示了蛇类对高原、森林和海洋环境的适应策略；探究了体色、蛇类身体延长和四肢缺失等性状的分子机制。相关成果在Cell、PNAS、Nature Communications等期刊发表。研究成果推动了国际蛇类进化基因组学的发展，得到美国系统生物学家David Hillis院士等同行专家高度评价，并被Science的News栏目专题报道。

其中，刊登在Cell上的论文以封面形式发表。该研究率先启动了蛇类大规模组学研究，解析了其特殊性状的分子机制，对理解爬行动物的演化历史具有重要意义，并将推动脊椎动物演化生物学等相关学科的发展。

该论文共同第一作者、国科大2021级动物学专业博士生彭长军表示：“想要采集全部所需的研究样品，极具挑战性。这是团队成员共同努力才完成了工作。大数据分析是另一个较为难以逾越的困难，很多分析方法并不适用于大数据，需要坚持不断地摸索、尝试、改进，才能最终战胜困难。”

彭长军（中）和导师李家堂（右一）等在研究中

学习与成长

李家堂带领的蛇类多样性保护与利用创新团队，有11名在读的国科大学生。

国科大2024级动物学专业博士生马志飞便是其中一位。蛇类特殊的表型同样让他深感神秘又有趣。本科期间，晚上在野外找蛇的经历给他留下了极为深刻的印象，使他选择蛇类作为读研时的研究类群。

目前，马志飞以玉米蛇为模式动物，专注于爬行动物特殊性状的演化发育生物学研究。加入团队后，他在科研过程中不断成长。“有一次，我需要通过切片实验研究蛇心脏的发育过程。由于样品特别小，常规的实验流程不太适用，导致初期实验效果并不好。”考虑到样品比较珍贵、容错率低，他通过向老师请教，以及摸索改进实验过程中脱水包埋、制片等步骤条件，最终获得比较满意的切片结果。

“虽然花费了较长时间，但在这过程中我也真切地感受到科研中遇到问题时该如何一步步地深入剖析，寻找解决办法。”于马志飞而言，每天与实验室饲养的200多条玉米蛇打交道的过程，也是不断积累宝贵经验的过程。