动物系统学与进化研究方法手册

        广阔的地域、复杂的地貌、丰富的物种资源使我国成为研究动物起源与进化的天然实验室。中国的动物系统学与进化研究起步较晚,早期的很多工作主要由欧美国家的学者完成,大量的模式标本和资源流落国外。我国近代史上以秉志先生为代表的先贤们创立了静生生物调查所(即中国科学院植物研究所和中国科学院动物研究所前身)。新中国成立以后,老一辈科学家在极端艰苦的环境下推进野外工作,完成对青藏高原的第一次全面考察,新疆的第一次和第二次考察等国家任务,基于形态学的比较建立了多个动物类群的分类学基础。迈入二十一世纪,随着国家对生物多样性保护与可持续利用战略需求的日益增强,动物系统学与进化的研究获得新的机遇和发展空间。支序系统学理论和方法的推广为多性状的整合分析提供机遇;分子系统学快速发展,以酶切技术、分子靶标技术、多基因标记、微卫星技术等为主的研究使国内动物系统学与进化的研究得到不断拓展。
        近年来,基因组测序技术快速发展,生物学研究各个领域迈入大数据时代,这不仅给动物系统学与进化的研究带来前所未有的机遇, 同时也带来了巨大的挑战。怎样选定研究方向和课题,如何高效地从野外采集到研究需要的样本,怎样保存不同的组织材料,如何设计和完成实验,怎样进行数据分析并充分挖掘已有数据资源等都是困扰众多科研工作者和研究生的难题。
        在野外工作中,需要收集大量的标本和不同组织的研究材料,寻找不同物种在生物学和生态学上存在的差异。在形态学的研究中,需要将图像数据转化为可以进行统计学分析的变量,利用三维重建探讨其内部的肌肉系统、神经网络等在目标类群之间存在的变异。在系统发育重建中,需要基于多组学数据构建强健的系统发育树,深入探讨关键性状的进化规律和遗传机制。除了形态与分子数据,物种自身的行为、地理分布、食性选择等均可为探讨重要进化规律提供证据。大量化石的发现为准确重建研究类群进化历史提供时间校准点和祖征信息。地理信息系统学理论和方法的应用为诠释物种空间分布规律变迁创造机会。众多学科研究方法的整合,对关键基因进化规律的解析与功能验证逐渐成为这一领域新的发展方向。在这种情况下,即使是已有丰富研究经验的人员在面对复杂的取样过程和实验过程、第二代、第三代测序的海量数据时也难免头疼,对于刚刚入门的研究生、领域新人更是举步维艰。而新冠疫情的蔓延影响了线下的学术交流活动,研究者们面对面探讨科学难题,切磋技艺,增进学习的机会变得越来越少,因此增加线上交流,利用新媒体推进对新理论、新方法的学习成为领域发展的迫切需要。
        鉴于以上原因,中国科学院动物研究所动物系统学与进化研究院重点实验室的科研人员牵头并邀请国内、外华人研究者共同编写了《动物系统学与进化研究方法》电子书。截止此书第一版发布已有86篇论文通过审理,正式在线发表。这本电子书包含四个章节:第一章标本采集与制作,包含论文23篇;第二章实验方案与流程,包含论文20篇;第三章数据获取与分析,包含论文39篇;第四章观点评述与综述,包含论文4篇。基于Bio-protocol提供的网络平台,这些文章面向国内外华人学者免费开放。电子书涉及研究类群众多、方法多样、观点新颖,可为领域内不同动物类群的青年学者和研究生提供借鉴,也可为生物学领域其它学科研究人员提供参考。此外,这本电子书旨在促进国内动物系统学与进化科研团队之间的交流和合作,倡导一线科研人员注重实验方法的沉淀、分享与传播,助力整个学科的高效发展。
        值此电子书第一版发布之际,我衷心感谢Bio-protocol为我们提供发表平台,并在论文审理过程中跟踪进展、认真编排、促进知识共享;感谢每一位作者凝聚宝贵技术精华,无私分享科研经验;也感谢特邀科学顾问和编委会在审稿过程中的辛勤付出,精益求精;期望青年学者在未来的工作中继续发扬老一辈科学家精神,努力开拓、合作共赢,共同推进我国动物系统学与进化研究迈向新的历史阶段。
        《动物系统学和进化研究方法手册》将作为长期项目不断更新,继续本领域常用和前沿方法的推广和介绍,诚邀国内外华人学者共同参与,欢迎投稿

乔格侠
2022年10月6日




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