张宇:永远好奇,永远热泪盈眶
作者:谢安琪 发布日期: 2020/05/21

张宇是9159com金i沙网站副研究员,主要研究领域是深海微生物。2011年入职交大以来,累计海上工作300天,获得了美国NSF授予的南极考察勋章。目前已发表论文30余篇,自行研制的设备已获得授权专利5项;获聘国际生态领域权威期刊ISME J编委;主持国家自然科学基金项目4项。

圆幼时科研梦,聚焦深海高压

小时候,我们经常会被问长大了要做什么,作文也必然要写一篇《我的理想》。天马行空的小朋友们会给出五花八门的答案:匡扶正义的警察、漫步太空的宇航员、救死扶伤的医生……在这个理想清单里还有一个热门的选项——科学家。

幼时的张宇毫不犹豫地选了这个听起来神秘又伟大的理想。说起科研理想的起源,张宇的眼睛里还是充满着兴奋又好奇的光芒,“你不觉得大自然很神奇吗?我小学、初中的时候喜欢看《宇宙最初三分钟》、《时间简史》之类的书籍,对自然、宇宙、生命都充满好奇,充满敬畏。我作为大自然中的一分子,虽然很小也很短暂,但是我和这么永久又复杂的宇宙却有着根深蒂固的联系,我觉得特别神奇又美妙,特别想深入地去了解。”

因为对科学充满了兴趣,张宇的理科成绩一直都很好。后来她考上了上海交通大学,选专业的时候第一志愿就选了信息工程,却被调剂到了生命科学技术学院的环境工程专业,当时的专业内容与海洋并没有什么联系。她与微生物海洋学的缘分,好像是机缘巧合,又像是命中注定。

2005年,她被本科毕设导师推荐到荷兰Wageningen University,攻读Environmental Science的硕士。在选择研究方向的时候她选择了相对小众的海洋,研究如何用生物方法结合工程方法解决海洋学方面的科学问题,“虽然其他专业也很有意义,但我觉得海洋应该会更有趣。”后来她又前往比利时的Ghent大学攻读Applied Bioscience and Engineering博士,在那里她逐渐确定了自己的研究方向——深海嗜压微生物。也是在那个阶段,她机缘巧合认识了王风平教授和肖湘教授。

“王老师和肖老师参加国际学术会议,我一个法国的师兄介绍了我的研究。他们很感兴趣,之后就邀请我一起合作,后来还专门到比利时的实验室看我的工作。”博士毕业之后,张宇回到中国,回到交大,加入了肖湘教授团队——微生物海洋学实验室。团队中成员的研究方向都是互补的,相互支撑共同合作。她的主要研究方向是低温高压环境微生物代谢与环境适应性研究,以及深海高压环境模拟与极端微生物培养技术研发。

深海是地球表面最大的生态系统。深海微生物代谢是海洋元素循环从短周期进入长周期的必经之路,对塑造海洋生态环境、调节全球气候变化至关重要。高压是深海最典型的特征,深海微生物生态系统的形成和演化都在高压环境中完成且受压力直接作用。但是长期以来,高压对微生物个体和群体的影响以及微生物高压适应机制研究进展缓慢,严重制约了当前科学界对深海微生物地球化学作用的认识。

张宇聚焦深海高压环境下微生物生态系统的研究,在高压对海洋微生物生态系统的塑造、对微生物代谢的调控机制中做出了贡献。和肖湘教授合作设计和成功搭建了可调控多环境因子的深海高压环境模拟设备,并提出了微生物高压适应的科学假说并加以验证;阐述了高压通过驱动种群分化来塑造深海微生物群落的形成;解析了深海冷泉区甲烷厌氧氧化过程的分子机制。张宇还先后参加了印度洋、大西洋、太平洋(蛟龙号马里亚纳海沟载人深潜)、南极、北极航次,目标是把海上调查的现场参数与实验室长周期模拟培养结合起来,将研究精度从定性描述推向定量分析与机制解析。

张宇说,“我从小就想做科研,除了这个没想过别的工作,很开心我能如愿以偿。”

踏雪寻冰探深渊,挑战地球“三极”

南极、北极、第三极(珠穆朗玛峰)、第四极(马里亚纳海沟)被称为地球四极。大多数人有生之年能抵达其中的一极,已是毕生难忘的经历,张宇已经成功“集齐”了其中三极。

地球的南北两极蕴藏着无数的科学之谜和信息,极地科考在科学、经济、政治等方面都有其深远和重大的意义。在9159com金i沙网站,极地研究是非常重要的一项科研内容,学院也有多位老师参加过南极科考和北极科考。2013年,刚刚加入9159金沙游艺场不久的张宇,跟随周朦院长参加了美国科学基金会南极项目,前往南大洋进行科学考察,并获得了NSF授予的南极考察勋章。2018年,张宇又和同为9159金沙游艺场教师的张瑞峰等一起,前往北极斯瓦尔巴地区的冰川进行取样。从南极的浮冰,到北极的冰川,踏雪寻冰、勇闯无人之境的经历让张宇收获颇丰,第四极的科考经历更让她印象深刻。

2016年7月1日,正在太平洋马里亚纳海沟执行中国大洋第37航次第二航段的“蛟龙号”载人潜水器进行了第九潜次作业,张宇也由此成为完成深渊下潜的三位成员之一,并获取了珍贵的深渊生物和矿物样本。

本次下潜最大深度达到6300米,将近11个小时的过程,对张宇来说既漫长又短暂。“刚下去的时候还能看见光,两百米以下其实就是一片漆黑,偶尔能看到一些发光生物游过,像流星一样。在下潜过程中感觉兴奋大过紧张,我尝试把自己的情绪完全放空,专注在观察、吸收未知的信息。”

张宇认为自己去南北极和马里亚纳海沟,不是因为多优秀,而是运气好,所以她很珍惜这种机会,能多做事情就多做点。“我自己很有兴趣到处闯荡。其实每次出海,我都喜欢去甲板上看海,为海洋的力量而震撼,它的神秘深深地吸引了我。南北极和海底的风光,不是我光靠想象就能想象得到的。”

和自己较劲,探索未知深海

 对张宇来说,目前的研究工作让她体验到无上的快乐,她总是能够沉下心来,完全投入到科研中去,而且可以不断从中寻找到新的乐趣和新的问题。

“我认为,深渊是一个持续开放的生命起源的窗口,在高压、高温或者低温的环境下,可以不通过生命过程就产生有机物和蛋白质,这里即使不是最初的生命起源处,也具有起源的物质基础。海底生物的演化过程或生活环境与我们是相对隔绝的,这其中一定有孤立适应的机制在,如果能够找到,会很有趣。”这些存在于神秘海底的问题令她好奇,也让她充满了动力。

不过动力与压力从来都是相伴相随,即使对自己的研究方向兴趣满满,张宇也经常会遇到一些外在或内在的压力。“其实我的研究方向属于小众领域。它很特别,但同时也有相应的问题存在。第一,缺乏前人的相关经验,很多路需要自己一步一步去摸索、去试错。第二,容易得不到认可,外界可能不了解你在做什么,不理解你研究的意义。”

还好外界的看法从来不会过多打扰到张宇,对她来说只要自己觉得这件事情有意义有趣就足够了,做好自己的研究是最重要的。“我一直在想我研究的高压有什么特殊的点?怎么才能总结出一种机制或者规律?怎么从看现象过渡到抓本质?人类现在对海洋尤其是深海的了解只是冰山一角,而探索未知是人类的本能。”

有的人穷其一生都在寻找自己热爱的事情,张宇很庆幸能够一直随着自己的兴趣想法而活,做热爱的科研,坚持了幼时做科学家的梦想。“我一直跟学生说,不管你们以后从事什么行业,一定要选择自己真正喜欢的事情。一旦你找到了热爱,你会发现一切都是那么有趣,会心甘情愿地付出自己所有精力。当然,既然你选择做某件事,就一定要严格要求自己。”张宇希望学生从她这里得到的不仅仅是一个实验怎么做,一篇论文怎么写,而是做事情的方法学以及理性思维。

“我觉得自己很幸运,从读书到工作都是顺其自然的,很多人帮助过我,我也很感谢他们。但是回想起来,我好像一路走来都比较相信自己的选择,坚持自我。”

“我与我周旋久,宁作我”。张宇期待自己可以坚持做本真的自我,永远保持好奇,热爱理想,步履不停地探索未知的深海世界。

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