酵母、線蟲、果蠅、斑馬魚……這些經典的“簡單”模式生物（非哺乳類），是生命科學領域的“老伙計”，曾孕育無數重大發現。而今天，它們卻面臨被邊緣化的困境：課題申請困難、人才招聘不易、論文投稿受阻，甚至研究者在學術交流中對使用它們也經?！氨芏徽劇被颉坝幸獾?。
在類器官、多組學和人工智能迅猛發展的時代，“簡單”模式生物已經“過時”了嗎？相關研究有何意義？9月4日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員杜茁與博士生楊淼泠在《自然-細胞生物學》發表評論文章，從人才培養的視角為“簡單”模式生物發聲。
《中國科學報》就此專訪兩位作者，探尋“簡單”模式生物的時代價值。
為何發聲？
《中國科學報》：為什么會撰寫這篇評論文章？初衷是什么？
杜茁：這源于我們長期的切身感受。近年來，科研導向越來越偏向臨床應用與轉化，而“簡單”模式生物研究在這方面是弱勢，這類研究課題在申請經費時愈發困難?；趯γ绹鴶祿姆治觯覀儼l現相關領域的研究經費占比近年來持續下降。
國內情況也類似。有不少從事這類研究的學者在申請課題時，常因研究對象是“簡單”模式生物，而在評審意見中被“質疑”或者“輕視”，因此在課題申請中淡化模式生物的名字，以降低被拒風險。
印象特別深的一次是，我作為評委聽一位青年科學家答辯，他上來就說：“我做的是果蠅腫瘤生物學?！蔽液苡|動，因為這需要勇氣。
《中國科學報》：你本人是否常被問到相關質疑問題？
杜茁：肯定會。比如申請項目時，評審專家可能會問“為什么只做線蟲？能不能用其他物種豐富一下”；學術交流時，也總有人提出“線蟲的發現是否在其他物種中同樣成立？”
這些問題本身沒有錯，但它們忽略了一個基本事實：每個實驗室的資源和研究者的精力都是有限的，我們可以在一個體系內把機制挖深，而跨物種驗證完全可以由其他感興趣的團隊接力完成。
《中國科學報》：你如何看待模式生物與科研創新的關系？
杜茁：科學研究的核心應是問題驅動，理應聚焦于科學問題本身的意義與研究路徑的創新性，而非執著于模式系統的“高等”與否。只要問題問得好，在最簡單的生物中，也能做出普適性的發現。
《中國科學報》：這篇評論文章的主要目的是什么？
杜茁：之前已有大量文章論述“簡單”模式生物對科研本身的貢獻，不過很少有人關注其在人才培養和思維塑造中的作用。我們想從這個角度發聲，讓大家意識到，從事“簡單”模式生物研究對整個生命科學研究體系人才支撐的重要性。
價值何在？
《中國科學報》：“簡單”模式生物培養了哪些杰出人才？請舉例。
杜茁：至少塑造了三類杰出人才。第一類是奠基性成果的發現者，比如僅線蟲和果蠅領域，就有至少18位科學家獲得了10個諾貝爾獎，他們的研究影響了整個生物醫學領域，這是“簡單”模式生物孕育頂尖突破和人才的直接證明。
第二類是持續以“簡單”模式生物開展引領性研究的科學家。以霍華德·休斯醫學研究所研究員為例，目前以酵母、線蟲和果蠅為模式的研究員占比高達13%，而以上述模式為研究體系的實驗室僅占美國生物醫學領域的約4%——相當于4%的研究者中孕育了13%的頂尖學者，這種約3倍富集現象凸顯了簡單模式生物在培養領軍科學家方面的關鍵作用。
第三類則是由“簡單”模式生物起步，進而成為其他領域的開拓者。比如英國科學家約翰?薩爾斯頓，很多人知道他是因為他在人類基因組計劃中的重要貢獻，但諾貝爾獎卻授予了他繪制線蟲細胞譜系的開創性工作。他在線蟲研究中建立的“把小塊信息拼合成完整版圖”的思維，對他后續參與人類基因組測序有重大幫助。
《中國科學報》：“簡單”模式生物在科研人才培養中有哪些優勢？
杜茁：我們認為有四個優勢：提供跨尺度視野；促進網絡化推理與概念整合；實現快速迭代的假說驗證；提供完整閉環的科研流程體驗。這些優勢的核心是“高效率”帶來的思維塑造作用，當實驗周期短、體系靈活時，研究者對科研邏輯的理解和思維的鍛煉會更強烈。
“簡單”模式生物是培養“手”、“腦”兼備的優秀科研人才的沃土。杜茁供圖《中國科學報》：簡單模型訓練如何讓你受益？
杜茁：在“簡單”模式生物中得到的訓練對我影響很大，尤其是在思維方式和科研節奏上。我博士階段的科研訓練是在一個專注于農業大動物和生物技術應用的實驗室完成的——研究領域非常契合現在的潮流和趨勢（笑）。我博士后階段才“陰差陽錯”進入線蟲系統。線蟲生命周期很短——從受精卵到成蟲約3天，這種快速反饋循環讓科研節奏非?？?。
在這樣的系統中，可以更頻繁地提出假設、設計實驗、獲得結果，并據此調整思路，再進入下一輪探索。科研過程因此少了些“等待”，多了些高頻次的思維迭代。這種節奏感會潛移默化地影響科研習慣：更快速試錯、更主動思考、更敏銳捕捉規律。手不用太累，但腦子會很忙——這可能是“簡單”模式生物研究的常態和理想狀態。
《中國科學報》：你的實驗室如何用線蟲訓練學生？
杜茁：學生從加入起，通常會選擇一個有趣的問題（新穎性尤為重要），逐步經歷提出假設、設計實驗、篩選基因、分析表型、解析機制、建立模型的全過程。由于反饋快速，學生往往能在較短時間內完成整個閉環過程。這樣的訓練路徑在許多“簡單”模式生物實驗室中早已成為常態，這種高效而系統的訓練體驗，可能是復雜模型難以提供的。
我個人也特別關注或希望學生在科研訓練中能培養系統性思維。不要只盯著一個基因、通路、或表型，而是從整體出發，思考不同因素與過程之間的關聯，從而建立起全局性的認知框架。我也希望學生在此過程中能培養良好的推理能力和歸納總結能力。在這些方面，“簡單”模式生物提供了一個極佳的訓練平臺。
《中國科學報》：長期做簡單模式生物會不會產生迷茫？
楊淼泠：剛開始轉向線蟲研究時，我確時有過迷茫，也感到壓力。碩士階段我的研究方向是植物病害生物防治，課題貼近生產與生活，成果很快看到應用效果。轉向線蟲后，研究更偏基礎，向別人介紹時經常被問：“做線蟲有什么意義？”那時候我一度懷疑自己是不是“入錯了行”。
經過幾年的系統訓練，我的認識發生了很大變化，最重要的收獲有三點：一是科研技能和知識結構的拓展，從事模式生物研究需要具備一定的跨物種理解能力，以判斷機制是否具有普適性。二是把復雜問題逐步“簡單化”，即將復雜問題在“簡單”模式生物中找到切入口，拆解成具體、能動手操作的實驗來驗證。三是系統性思考與邏輯推演，我們需要自己提出問題、設計實驗驗證假說，也經常要思考“為什么結果和預期不一樣”“下一步該怎么調整”，這個過程讓我的邏輯思維和問題解決能力提升很多。重要的是，這些能力的提升是可以脫離“線蟲”這個載體，換一個研究對象依然適用，是能帶走的科研底層能力。
《中國科學報》：模式生物還有哪些用途？
楊淼泠：“簡單”模式生物能夠激發青少年的科研熱情。線蟲和果蠅已廣泛應用于教學課程，不僅降低了實驗門檻，也幫助學生在動手操作時建立起對科研的興趣和自信，為科研后備人才培養奠定基礎。同時，“簡單”模式生物的范疇也在不斷拓展，多種新的模式生物也在持續涌現，為應激、再生、衰老等復雜科學問題的解析及科研人才的培養提供支撐。
未來如何？
《中國科學報》：文章發表順利嗎？收到哪些反饋？
杜茁：很順利，我們投稿后，編輯部很快就表現出興趣，兩位審稿人對文章觀點很認可。文章發表后，國內很多做簡單模式生物研究的同行覺得這篇文章是“及時雨”。
現在不少人認為，有了人工智能、基因編輯，就不需要“簡單”模式生物了，我們這個領域有收縮趨勢，大家有點“抱團取暖”的感覺，這篇文章在一定程度說出了大家的心聲。
《中國科學報》：面對人工智能、類器官、基因編輯等新技術沖擊，“簡單”模式生物研究是否會被取代？它的競爭力在哪里？
杜茁：新技術確實帶來了沖擊。但我覺得它不會被完全取代，核心競爭力還是“高效切入科學問題”——很多基礎科學問題用“簡單”模式生物能更快找到突破口。
比如我們研究細胞在發育中如何決定自身功能時，線蟲的細胞數量少、譜系清晰，能精準實時地追蹤每個細胞的變化；而類器官雖然能在一定程度上模擬部分組織，卻很難在“簡單”模式生物這樣的活體狀態下開展單細胞精度的系統研究。新技術是工具，但工具需要匹配合適的研究對象，“簡單”模式生物在解析基礎規律上的效率，是很多復雜體系或新技術暫時無法替代的。
《中國科學報》：未來10到20年，“簡單”模式生物在生命科學中的版圖會發生什么變化？會繼續被邊緣化嗎？
杜茁：大概率會繼續邊緣化?，F在整個科研導向越來越偏向實用、和人類直接相關，經費、資源會更多流向更高等的動物或者類器官研究等領域，也迫使一些研究者轉向更高等的模式生物，甚至離開“簡單”模式生物領域。
當然，每個研究體系都有興衰周期。但現在我們不能因為短期功利導向，就否定“簡單”模式的價值。我們寫這篇文章，不是為了拯救“簡單”模式生物研究，而是希望大家意識到，它的核心價值之一是人才培養——即使將來沒人做酵母、線蟲、果蠅了，在這個體系中訓練出的科研思維、實驗能力、系統認知，會跟著人才進入其他領域，成為推動生命科學發展的基礎。
我們不能期望一個初學者一開始就能勝任復雜問題的探究，如人類疾病研究，很多問題的探究需要一個“從簡單到復雜”的循序漸進的訓練路徑，“簡單”模式生物的訓練也許提供了一個很好的起點。正如我們在文章結尾所寫的，“模式生物并非科學探索的終點，但往往是通往深刻生物學洞見的起點”。
《中國科學報》：未來會不會有新的“簡單”模式生物出現？中國科學家有沒有可能打造出自己的簡單模式生物？
杜茁：新的模式生物確實在不斷出現，比如用于研究應激、再生、衰老的一些新模式體系，但目前主流的還是酵母、線蟲、果蠅、斑馬魚這些經典的生物。一個成功的模式生物的建立和廣泛使用需要有“群體效應”，大家一起用才能完善資源、發揮優勢，新物種要形成這種效應很難。
至于中國科學家打造自己的模式生物，水稻其實算是一個——它有明確的經濟價值，也有龐大的研究群體和豐富的遺傳資源，但它的生長周期和復雜程度與我們所說的“簡單”動物模式生物可能還不太一樣。
打造一個“簡單”動物模式生物，不僅需要一批有能力、有耐心的科研團隊持續攻關，也需要在技術積累、物種篩選、平臺搭建、標準建立等方面的長期投入。我認為，與其追求一個“通用體系”，不如從實際科學需求出發，找到那個最適合承擔某類問題研究的物種，并持續去打磨它。
目前，國內有一些科學家正嘗試利用進化地位獨特、生活史短暫的海洋物種，作為新興的研究對象來開展細胞與發育相關研究。這類探索不僅新穎，也為諸多新問題的研究提供了新的模式與路徑。
《中國科學報》：對正在選擇研究方向、或使用“簡單”模式生物的青年研究者有什么建議？
杜茁：首先要想清楚自己讀研究生的目的——如果對科學問題本身感興趣，只要適合回答某個科學問題，具體是什么模式生物沒那么重要，重要的是能不能在這個過程中鍛煉科研能力；如果只是想找個好工作，可能需要更慎重考慮，基礎研究的就業方向相對窄一些。
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https://doi.org/10.1038/s41556-025-01754-2
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