胡征和
康乐,中国科学院院士、国际生态基因组学领衔科学家,在一次与青年学子的分享会上,他讲述了一段关于蝗虫研究的故事。
群居型蝗虫是蝗灾的根源,同是蝗虫,群居型蝗虫身披“黑马甲”,散居型蝗虫却通体是绿色的,怎么会有这么大的差别呢?这个黑色与绿色之别,多年来一直困扰着康乐。他教的研究生也多次报告,黑色肯定离不开黑色素,但沿着这个思路,怎么也不能让蝗虫的“绿衣”变“黑甲”。
一次,康乐反复看着群居型与散居型蝗虫图,来回寻找其中的差异。突然,他回忆起在中学画宣传画的经历。画人的头发时,他用黑色的颜料去画。老师看后说道:“康乐,你不能这样画,用黑色的颜料画出来的头发太死板,就像假发,你要用红、黄、蓝三种原色去调出黑色,再画人的头发。”这一回忆把康乐彻底唤醒了。绿是什么?绿是黄和蓝的组合呀!黑又是什么?黑不就是在绿的基础上,调入红色吗!康乐马上找到团队里的学生,斩钉截铁地说:“黑色素别找了,找红色素去!”经过一段时间的寻找,他们终于发现,蝗虫取食植物时,会摄入一种类胡萝卜素,在散居型向群居型转变的过程中,有一种酶上升了,这种酶叫β-胡萝卜素结合蛋白,它和类胡萝卜素一结合就是红色,只要给群居型蝗虫刺激,就会激发β-胡萝卜素结合蛋白的表达,一表达身体就变黑了。
如果单从黑色素角度寻觅下去,以“黑”找“黑”,就有可能一条路走到黑。原来,蝗虫体色的变化是物理三原色原理在生物中的应用。康乐研究蝗虫,研究出了生命科学一个非常独特的現象,就是表型可塑性。更令康乐高兴的是,顺着这个思维,他可以将蝗虫作为人类疾病的模型——人类的许多疾病其实就是这样的,比如痛风、高血压、糖尿病,在一定程度上是可以逆转的,这些病其实就是生物的表型可塑性在人身上的一个体现。
一片树叶可以反映一个春天,一滴水珠可以折射一个世界。康乐对蝗虫表型可塑性的研究,不仅有利于控制蝗灾,还可以为人类的健康服务。