「科技日报」一个公式“算”出生物迁徙进化规律！中国科学家做到科技日报记者刘传书世间万物究竟是造物

　　科技日报采访人员刘传书

　　世间万物究竟是造物主的杰作，还是物竞天择的结果？一个受精卵分裂出的40万亿细胞是如何有序形成各个组织器官，并最终发育为完整人体的？同一片森林里的上百种生物是如何抢占生存空间，以构成复杂而稳定的生态系统的？尽管进化论指出了生命的演化规律和发展方向，但多细胞生物的按需制造原理尚未知晓，物竞天择也难以解释同一环境下的物种多样性。

　　如今，这一生命发展的本质规律，用一个公式就能算出来中国科学院深圳先进技术研究院、深圳合成生物学创新研究院刘陈立研究员实验室，与加州大学圣地亚哥分校华泰立教授团队合作， 11月7日在Nature杂志以长文形式发表了研究论文。

----「科技日报」一个公式“算”出生物迁徙进化规律！中国科学家做到了//----

　　图为文章上线Nature的页面截图。图片由深圳先进院提供

　　研究经过5年时间的大量进化生物学、定量生物学和合成生物学研究，反复研究空间迁徙与进化，最终得到一个揭示生物迁徙进化策略的定量规律，为合成生物学、生态学、甚至是现代企业扩张提供了全新的理论指导和启示。

　　小细菌制造大谜题：抢地盘不光靠跑得快

　　非洲动物大迁徙是自然界一大奇观，每年数以百万的动物分为前中后三军向北进发，打头阵的是20多万匹野斑马，紧跟其后的是百万头角马，殿后的是50万只瞪羚。在此期间，还有40万新生命加入队伍。

　　将上述大场面搬进实验室，把动物替换成细菌放进培养皿，便成了刘陈立团队研究的对象细菌迁徙。过去的研究普遍认为，在细菌迁徙的竞争中，想要占领最大疆域，扩张速度越快越好，不同细菌单独跑的情况下也确实如此；然而，不同细菌同时跑的时候，情况出人意料。刘陈立说道。

　　在探究细菌迁徙的前期实验中，团队设计了4种培养环境，在每种环境中反复演绎细菌迁徙过程，各重复50个循环后发现：菌群的迁移速率呈发散状变化，占领外围的菌群越跑越快，而占领中心的菌群则不断放慢脚步。这一现象出乎我们的意料，在均一环境下，一般认为先到先得，速度变慢则意味着被淘汰，此前领域内的研究也都未注意到运动速度慢也有优势。刘陈立表示，我们的实验说明细菌在空间扩张过程中，不止采用加快运动速度这一种策略，还有其它因素决定着最终的版图分布。