探索生物“生存”的奧秘

呂為群，上海海洋大學教授，博士生導師。1998年畢業于英國利物浦JM大學，獲得環境生物學博士學位。自1998年起從事適應生理學領域的科研和人才培養工作。在國際上率先建立和應用整合生物學研究體系，對生物環境適應性和應激分子調控網絡進行研究，揭示生物在不同環境下“生存”的奧秘，在《Current Biology》、《PNAS》、《Endocrinology》等國際著名刊物發表了一系列文章。目前繼續從事生物環境適應力及其調控機制、抗逆品系培育和可持續發展水產養殖體系的研究。圖為呂為群教授（左）與英國皇家科學院院士Foster RG教授在2011年EBRS（歐洲生物節律協會）年會上。

物競天擇，適者生存。

為了生存，很多生物會在結構上、功能上、顏色上進行改變，仙人掌的肉質化莖儲水、猛禽尖利的喙和爪子、變色龍的體色偽裝等，都屬于生物改變自身適應環境的范疇。這種改變的過程和改變后的結果就是生物適應性，是長期的自然選擇形成的。而生物面對突然發生的環境變化做出的短期的、動態的反應，則是應激，它也是生物適應性的一種。

通常來講，生物具有調整自身適應環境的能力，它們只有適應周期性（季節、晝夜等）和突發性（極端氣候等）的環境變化，才能夠生存繁衍下去。

如今，社會經濟的迅猛發展和工業化進程的加快，將更多的人為因素帶入大自然中，使本就瞬息萬變的環境因素更加變幻莫測。各種環境問題的出現，已經對生物的生存繁衍造成了困擾。在這種情況下，掌握生物響應環境變化的調控機制，解析響應環境脅迫的分子調控網絡，研發應對環境變化的育種和養殖技術，就變得越來越重要。

呂為群，上海海洋大學教授，自1998年起開始從事適應生理學領域的科研和人才培養工作，在世界上率先建立和應用整合生物學研究體系，對生物環境適應性和應激分子調控機制進行研究，旨在揭示生物在不同環境下“生存”的奧秘，已經形成了獨特的研究特色和一定的國際影響力。

研究表明，生物應對突發性和周期性環境變化分別受控于應激系統和生物鐘系統。以往科學家將兩個系統分別進行研究，而呂為群卻通過研究應激系統對生物鐘重新定時和在周期性環境變化中的調控作用，將兩個系統有機地聯系了起來。同時，他發現這兩個調控系統能夠相互影響、交叉組成調控網絡，以保障生物的環境適應力、生長繁殖的強勢和規律性。

在對季節性繁殖調控機制的研究中，呂為群創新性地發現極地動物和一些魚類的光調控褪黑素分泌機制與一般動物不同，它們僅受光直接傳導途徑調控，而沒有間接的日鐘門控作用。這一發現證明極地動物為適應長期的特異極地光環境，擁有較強的年鐘，不需日鐘調控，從而揭示了生物鐘季節調控的環境特異性。這一創新性科技成果，對適應生理學、生物進化和繁殖生物學的進一步研究具有重要意義，尤其對水產養殖中逆季節繁殖、上市、增產的應用研究和人類時差調整藥物的研發具有重要的理論指導價值。

呂為群教授（后排中）在泰國參加ASEM項目會

同時，呂為群在國際上提出應激（stress）是“生物為了應對環境和自身的要求重新調整體內動態平衡而進行非特異級聯放大的生理反應”的新定義，開展了魚類尾部神經分泌系統的研究，探討魚類環境適應能力的調控機制及其培育理論。通過研究，他在世界上首先發現魚類尾部神經內分泌系統是應激系統的一部分，是魚類適應環境變化的關鍵。他通過研究揭示了魚尾部神經分泌系統可直接控制魚類的環境適應力大小，并通過不斷調整體內動態平衡來應答鹽度、季節等環境變化，最終達到其體內的生理機制與外部環境相適應的生理需求。該研究在應激生物學、生理學、神經學、內分泌學方面具有重要意義，特別對發展海水魚淡養、魚類環境適應力培育和健康狀況的評估以及建立健康養殖體系等有應用和理論指導價值。

呂為群的一系列研究成果不僅對最終解析魚類響應環境變化的適應機制和環境適應力的分子調控網絡具有極其重要的意義，將有力地推進水產和生命科學研究的深度和廣度，而且為水產生物抗逆能力的培育提供了理論依據和指導。同時，這些成果也為呂為群贏得了行業內的廣泛認可，更幫助他實現了服務祖國的愿望。

2009年12月，呂為群憑借優秀科研能力和自主創新成果，受聘為上海市“東方學者”特聘教授，任教于上海海洋大學，繼續從事生物環境適應性及調控機制、應激分子調控網絡、抗逆品系培育和可持續發展水產養殖體系的研究。

回國第二年，呂為群就依托教育部水產種質資源挖掘與利用省部共建重點實驗室，迅速領導建立了水產動物適應生理學團隊。團隊定位于從群體、個體、組織、細胞和分子水平研究水產動物存活和繁殖的基本生理過程，了解它們適應環境的機制，開展水產動物抗逆能力的培養和抗逆養殖品種培育。

經過近兩年的發展，通過聯合教學和課題申請，呂為群積極整合上海海洋大學適應生理學人才，逐漸打造起一支高素質的、創新能力強的教學和科研聯合團隊。基于探索生物“生存”的奧秘，以解決“環境變化帶來的問題”為方向，呂為群團隊逐步形成了與環境相關的、特色鮮明的水產動物生物學研究方向，在適應生理學領域具有明顯優勢。

特別值得一提的是，呂為群在盡心開展科研工作、打造學術梯隊的同時，還利用自身的海外資源優勢，積極開展國際交流合作。利用上海世博會平臺，呂為群分別參與組織召開了以“可持續的水產品生產、貿易、消費”和“國際水產養殖的現狀和未來挑戰”為主題的世界水產新聞發布會，并提出中歐合作發展非洲水產業的建議。作為組織協調人和中方代表，呂為群努力促成中國科研院校、水產研究機構與歐盟的通力合作，以“亞歐水產平臺—ASEM aquaculture platform”為依托，共同開展國際范圍內的研究合作，推動世界水產養殖業的可持續發展。

長達十多年的海外求學和工作經歷中，呂為群積累了扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗，這都使他對相關領域的發展和最新研究動態形成了敏銳的洞察力。

呂為群介紹，生物適應性研究是一個綜合性的研究領域，涉及應激生物學、生理學、內分泌學、神經學、免疫學、發育生物學、細胞生物學、分子生物學、基因組學、信息生物學等多個學科和領域的知識與技能。開展這樣的研究工作，不僅需要廣博扎實的理論知識、豐富的實踐經驗，還需要敏銳的觀察力、高度的責任感和持續不斷的熱情，更加需要掌握查新、知新、創新的技巧和發現問題、分析問題、解決問題的能力，以及合作創新的精神。他在教學和科研過程中，尤其注重學生和青年教師綜合素質的提高和創新能力的提升，他以國際化的研究理念和管理理念提攜后生、凝聚團隊，為學生和青年教師提供科研環境、創造機會，為國內外適應生理學研究領域輸送了不少優秀的科研人才。

呂為群表示，接下來他將和團隊成員一起，繼續開展與水產生物特異環境適應力和應激系統調控機制相關的研究，開展抗逆品系培育研究，探討養殖生態標準化體系的研發；繼續維護并推動ASEM亞歐水產平臺的健康運行，加強國際間相關研究的交流與合作，幫助我國水產養殖和世界水產事業實現健康、低碳、可持續發展。