
地球上的生命千姿百态。从深海到雨林,从微小的昆虫到我们人类自己,演化在漫长的时间里不断造就新的物种、新的器官和新的生活方式。我们课题组想回答的核心问题是:生命的复杂性是如何一步步形成的?驱动这些演变的DNA基础是什么?
围绕这个问题,我们的研究主要沿着三个方向展开。
物种分化与生命之树许多生物类群曾在很短的时间内迅速分化出大量物种。在这种快速辐射过程中,祖先群体中的遗传变异来不及在后代谱系间完全分选,导致亲缘物种的基因组中保留着大量共享的祖先变异,物种间真实的演化关系因此难以分辨。一些看似独立演化而来的相似性状,也可能实际上源自共同祖先。我们利用大规模基因组数据重建生命之树,解析物种多样性形成的历史与机制。
演化新性状与重大演化转变新的器官、新的发育程序等演化新性状(evolutionary novelty)是如何起源的?它们依赖全新遗传元件的出现,还是通过对已有基因调控网络的招募与改造而形成?在少数关键的演化转变中,演化甚至产生了更高层级的生物个体。以蚂蚁为代表的社会性昆虫群体构成"超个体":大多数个体丧失独立繁殖能力,在群体中承担特化的功能,使整个群体如同一个有机体般运作。我们关注同一套基因组如何通过不同的发育程序产生形态与功能高度分化的品级,以及超个体在不同类群中的多次独立起源是否依赖相同的遗传调控机制。
演化医学:人类的健康与疾病演化视角同样是理解人类健康与疾病的关键。遗传冲突、不同性状之间的权衡(trade-off)、现代生活方式与人类长期适应的祖先环境之间的失配(mismatch),以及自然选择在不同人群中留下的差异化印记,共同塑造了人类对疾病的易感性。我们不仅希望解释人类为何会患病,更希望从演化的时间尺度重新认识和定义疾病。
| 2026/08/27 | 团队在Science发文解密性染色体演化规律。 |
| 2025/06/16 | 团队在Cell发文解码超过1亿年的“昆虫文明”。 |
| 2024/06/04 | 张国捷教授当选丹麦皇家文理科学院院士。 |
| 2024/04/02 | 团队联合国内外学者发起的万种鸟类基因组计划发布了第二阶段的关于鸟类生命之树的研究成果。 |
| 2023/07/14 | 团队自主完成了首个人类“端粒到端粒”二倍体完整参考基因组“CN1”。 |
| 2023/06/02 | 我们团队联合中外科学家在Science上以专刊形式发布了灵长类基因组计划阶段性成果。 |
| 2023/03/02 | 团队在Nature上发文,揭示了不同物种胚系突变率差异的根本原因和演化规律。 |
| 2022/10/03 | 团队在Nature Ecology & Evolution上发文,揭示了蚂蚁群体和多细胞生物在发育和演化上的相似之处,为将蚁群视为超有机体的理论找到了证据支持。 |
| 2022/07/19 | 团队在Nature Communications上发文,通过多学科联合的方式重建了企鹅的起源与演化过程,并以此为案例揭示了环境变化、气候及地质事件对生物演化的作用,还通过一系列关键性状的分子基础解释了企鹅如何二次适应海洋生态环境。 |
| 2022/06/16 | 团队在Nature Ecology & Evolution上发文,揭示了社会性昆虫伴随着社会分工而出现的脑特化现象,并构建了一个涵盖蚂蚁社会中所有分工角色的大脑单细胞转录组图谱。 |
| 2022/06/10 | 张国捷教授受邀在Nature Methods论述T2T基因组对生命演化和疾病研究的意义。 |
| 2022/04/20 | 团队联合多个中外课题组在Cell上发文,发布了对有袋类哺乳动物进化过程的研究结果,揭示了物种在快速分化过程中,一些随机事件有可能会导致远缘物种具有相似表型的现象,解释了形态和DNA相近的物种却非近亲背后的原理。 |
| 2022/04/13 | 张国捷教授的个人主页已上线。 |
| 2022/02/21 | 张国捷老师受聘浙江大学求是讲席教授。 |
| 2021/04/28 | 我们的团队主导,与中外科学家合作,首次用新方式对狨猴这一非人灵长类动物的全基因组数据进行分析和组装,为高质量基因组分析找到了新模式,相关成果发表于知名学术期刊《自然》。 |
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