生物学特征、趋势及资助对策研究

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

中国网/中国发展门户网讯 20 世纪下半叶以来，生物学进入迅猛发展的时代，与人类健康和社会经济发展密切相关，在科学和经济社会领域中的重要性日渐增强。Science 杂志创刊 125 周年之际发布了 125 个挑战全球科学界的重要基础问题，其中涉及生命科学的问题约占 54%（共 68 个）；2019—2021 年 Science 评选的“年度十大科学突破”中，与生物学相关的突破占 17 项。生物学研究已成为全球科技创新的竞争核心与热点领域。世界科技发达国家纷纷将生物学研究列为提高国家核心竞争力和保障国家安全的战略措施。例如，美国于 2012 年发布了纲领性文件《国家生物经济蓝图》，前瞻布局并加速投资生物学研究，以解决医疗卫生、制造业、能源、农业和环境等多方面的重大挑战；2020—2021 年发布《无尽前沿法案》《确保美国科学技术全球领先法案》和《美国国家科学基金会（NSF）未来法案》等进一步提出加大对生物科学等领域的基础研究投入。英国、法国、日本等也陆续发布促进生命科学、生物技术、产业经济和生物安全在内的一系列战略规划。

我国已经意识到生物学领域基础研究的战略意义。2018 年《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》指出要“强化基础研究系统部署”，加强基础前沿科学研究，加强量子科学、脑科学、合成生物学、空间科学、深海科学等重大科学问题的超前部署。然而，目前我国生物学研究仍然存在稳定资助不足、人才支持不足、重大原创成果缺乏等突出问题，亟待分析和解决目前存在的问题，完善相关机制，以更好地发挥生物学对国家战略需求和经济社会发展的推动和支撑作用。

生物学的特征

生物学是研究生命系统各个层次的结构、功能、行为、发育、起源和进化，以及生物与周围环境关系的科学；在融合吸收了数学、物理学、化学、信息学、材料学等学科成就的基础上，生物学逐渐发展成一门精确、定量，深入到从个体、群体到分子尺度的基础科学，是人类探索自然规律和生命现象的最主要手段之一。作为研究生命现象和生命活动规律的科学，生物学研究直接推动了农业、医学、环境等方面的发展，关系人类健康、生存条件和环境质量，对社会经济发展和国家安全起着重要的保障和支撑作用。

生物学发展体现需求牵引和自由探索的共同驱动。生物学进步的动力不仅来源于科学家与工程师的好奇心，而且来源于国家和社会需求的拉动。二战以来，在国家安全、粮食安全和生物安全的强大推动下，生物学在重大需求牵引和自由探索的双重动力下迅速发展；生物学基础研究成果也快速应用至新药创制、动植物育种、环境保护等生物和技术产业。艾滋病研究、癌症研究、疫苗研究、青蒿素的发现和杂交水稻等研究体现了国家和社会对生命健康、粮食需求等的重大需求。例如，在战胜和防治艾滋病的需求带动下，科学家在自身强烈的求知欲驱使下，开始对人类免疫缺陷病毒（HIV）的基因结构、功能、与宿主作用机制和相关药物、疫苗的研究，最终有针对性地推动了基础科学问题与关键技术的发展和创新，而研究成果也直接为人类带来了福音。

生物学的理论体系和技术结构尚处于完善之中。与数学、物理、化学等基础科学领域不同，当前生命科学处于快速发展的“百花齐放、百家争鸣”时代，目前还未形成公认的理论体系。一方面，生物学的研究深度和广度不断拓展，发展前沿变化极快，如在60多年间科学家对二甲双胍靶点、作用机制的研究不断深入。另一方面，生物学与其他学科的交叉融合、新工具和新技术的应用催生了大量新的学科分支，如生物信息学、合成生物学等。这些新的学科分支的理论体系和技术结构都尚处于发展之中，需要具有雄厚研究实力和科技底蕴的优势团队进行持续推动。

生命科学（尤其是医学）研究相较于一般的理工科研究领域研究周期更长。生命科学和医学本质上是实验学科，受实验材料生长周期、生物体自身特点等客观因素影响，决定了其研究周期较长的客观事实，且不以人的意志为转移。例如，孟德尔的豌豆杂交试验经过 8 年时间，前后测试了 20 000 多株豌豆后，才总结提出了基因分离定律和基因自由组合定律。新药研发周期通常在 15—20 年以上，在前期药物发现阶段往往离不开基础研究的重大发现。例如，药物靶点的选择与确认便是一个不断探索和试错的过程，只有持续稳定的支持才能保证研究工作的顺利进行。