徒手抓眼镜王蛇，风雪天蹲守冬眠蛇……蛇类学家身上有多少故事？

蛇，是一类古老的动物，具有重要的科学研究价值和生态保护价值。

自20世纪40年代起，由刘承钊开创的我国两栖爬行动物研究工作逐步开展起来，我国蛇类研究逐步展开序幕。

值此中国蛇年来临之际，科学大院特发布本文，讲述一代又一代蛇类科学家的故事。 他们或在深山林间，或在标本馆内，或在资料堆中，或在实验室里，传承、拓展并推动着蛇类学研究乃至整个两栖爬行动物学科的发展。

“不要走，我家粪坑旁发现了‘犁头匠’”

1918年，美国生物学家博爱理教授（Alice M.Boring）来到中国的燕京大学。她的研究主要集中在两栖动物领域，影响了不少中国的学者，其中就包括了上世纪20年代在燕京大学求学，后来 成为中国两栖爬行动物研究的奠基人刘承钊 。

中国两栖爬行动物研究的奠基人刘承钊

刘承钊于1934年获得美国康奈尔大学博士学位，回国于苏州的东吴大学任教。他在苏州及邻近地区开展了大量两栖爬行动物的野外调查。1937年研究工作因日本侵华而骤停，随后刘承钊等人从苏州迁移到中国西部四川成都的华西协合大学（1951年后称作华西大学，现为四川大学华西医学中心）。在那里，他和自己的终身伴侣胡淑琴一起，开创了中国两栖爬行动物研究的新历史。1938-1949年期间，刘承钊、胡淑琴团队在西部地区开展了大量野外科考工作，积累了大量标本和研究材料。

新中国成立后，研究团队开启了全国范围内野外考察的序幕，开始了对两栖爬行动物分类区系的“真正研究”，对中国两栖动物和爬行动物的种类、形态和生活环境等进行“大摸底”，搞清楚自己国家的资源。 其中，爬行类动物的调查和标本采集，在刘承钊、胡淑琴的指导下，主要由赵尔宓及同事负责。

1957-1964年两栖爬行动物区系调查结果统计表

因院系调整后工作重点转移，原拟于四川医学院（现为四川大学华西医学中心）成立的两栖爬行动物研究室，1965年1月，调整划归到中国科学院西南生物研究所（现中国科学院成都生物研究所）正式成立。 这是我国第一个专门从事两栖爬行动物研究的机构， 胡淑琴出任第一任研究室主任，赵尔宓、江耀明、吴贯夫与王宜生等相关研究人员从四川医学院调入，此后研究队伍逐渐壮大。中国两栖爬行动物研究的新时代正式开启。

1967年中国科学院成都生物研究所两爬室人员讨论工作（赵尔宓（后排左2），胡淑琴（后排左3））

在对蛇类摸底寻踪的过程中，研究人员经历了常人难以想象的艰难和危险。

不入蛇穴，焉得蛇情。1963年，赵尔宓到贵州山区采集标本。偶然听说兴义县的一个小山乡分布着罕见、剧毒的五步蛇（尖吻蝮）。这种蛇在亚洲相当著名，因舌头酷似三角形的铁犁头，当地人形象地称之为“犁头匠”。迫切想找一条做研究的赵尔宓和同事，每天一大早就上山搜寻，很晚才下山。但半个月过去了，他们连“犁头匠”的影子都没发现。

1963年贵州省两栖爬行动物调查记录本

就在他们收拾行装准备离去时，一个村民飞奔来报：“不要走，我家粪坑旁发现了‘犁头匠’”。激动的赵尔宓丢掉行李就往他家跑。 “那家伙足有1.5米长、碗口粗，两颗毒牙一寸多长。” 一向谨慎的赵尔宓这次下手非常准，哪管有没有危险，一把抓住了“犁头匠”的脖子。后经深入研究，编著《两栖爬行动物研究(第六卷)尖吻蝮专辑—形态、生态、毒理及利用》，成为重要的学术资料。

在墨脱，一条眼镜王蛇缠上了他的腰

1973年，两栖爬行动物室开始了中国科学院青藏高原综合考察两栖爬行动物考察之行。在此之前，我国还没有人到西藏进行过大规模的两栖爬行动物调查。 当时，墨脱县是全国唯一一处没有通车的地区。 这是赵尔宓科考生涯中较为艰难且颇为难忘的远行。去往墨脱的途中，必须翻过喜马拉雅山一处4000多米的多雄拉山口。科考队员徒步翻越山口，用了三天三夜。 正是这次墨脱之行，考察人员发现了西藏独有的8种两栖爬行动物，其中就包括由赵尔宓命名的蛇类新种“墨脱竹叶青蛇”及新亚种山烙铁头蛇察隅亚种（现为察隅烙铁头蛇）。

察隅烙铁头（拍摄：吴帝豪）

1973年两栖爬行动物室在西藏墨脱野外考察（从左往右：吴学恩，高原，吴贯夫，赵尔宓）

有了第一次进藏考察经验，随后在1982年至1984年，赵尔宓和李胜全等同事参加了中国科学院组织的“西藏南迦巴瓦峰登山科学考察”，在墨脱希壤（现为西让）首次采集并报道了眼镜王蛇。 发现眼镜王蛇的过程实属偶然，抓捕过程尤其惊险。

1983年8月1日，就在科考组准备撤离墨脱返程的当天，一个20多岁的门巴族小伙子冲进来，慌慌张张地报告科考队驻地附近发现一条大蛇。这条眼镜王蛇意识到危机，头一下子就立了起来。李胜全迅速抓住了眼镜王蛇的七寸。眼镜王蛇不甘示弱，身体缠到他的身上，围着腰紧紧缠了两圈，连蛇的尾巴也绕到了李胜全的颈部。 危急关头，李胜全沉着冷静，不紧不慢地拿出了蛇类研究人员的标配装备——腰间栓着的捕蛇布袋，一点一点将蛇头按进去……总共用了30分钟才将眼镜王蛇完全装进袋子里。

10年后，在一篇考察队回忆西藏科考的文章这样写到：“我国西藏地区有没有眼镜王蛇，这是学术界争论不休的问题。”而这一疑问却在墨脱之行揭开了谜底。 正是因为西藏科考中眼镜王蛇的发现以及后续研究，将这一蛇种已知的分布范围向北推移了4个纬度，并成为证实亚热带动物沿雅鲁藏布江大峡谷水汽通道向北扩散的有力证据。

通过几代科研人的不懈努力，研究所积累了大量标本和有关生态、地理分布资料，也在分类区系研究方面取得了大量研究成果。 1978年，成都生物研究所完成的“中国两栖爬行动物分类区系研究”和合著的《中国蛇类图谱》荣获全国科学大会奖。

“中国两栖爬行动物分类区系研究”荣获全国科学大会奖

经过几代人辛苦建立起来的两栖爬行动物标本馆，成为 全国馆藏量最大 的两栖爬行动物标本馆。 库存标本12.2万号 （包括刘承钊于1938年开始积累的标本），馆藏量位居亚洲第二。

蛇类研究，不仅局限于摸清我国的蛇类资源，也在特殊时期为我国的国防建设和灾害防治发挥了重要作用。

1969年起，根据中国科学院下达的国防任务，成都生物研究所与昆明动物研究所合作，开展了长达7年的西南边疆毒蛇调查及蛇伤防治研究，进行动物实验中毒药物保护作用的筛选。项目团队经过108次配方，数百次实验，成功研制出“云南蛇药”，1975年经云南省卫生局正式批准，“云南蛇药”投入生产。 该药经17个县、市及解放军、生产建设兵团的有关医疗单位临床观察，收治毒蛇咬伤255例，治愈254例，死亡1例，治愈率99.6%。 1978年“云南蛇药的研究”获全国科学大会奖。

1969年调研医院蛇伤防治经验总结记录本

1978年“云南蛇药的研究”获全国科学大会奖

1976年至1977年，应新疆治蝗灭鼠指挥部防治蛇害的要求，成都生物研究所接受了边疆蛇害防治研究工作，在新疆开展了广泛深入的调查与研究。 边防部队和建设兵团的人员发现，军马和牛羊等牲畜会发生不明情况的死亡。 经过研究人员调查发现，原来是毒蛇在作祟。毒蛇盘踞在很深的草丛中，它们咬不透皮厚的马蹄，却能在牲畜吃草的时候，咬伤牲畜的嘴皮，注入毒素。被毒蛇咬伤的马匹，回到马棚后，马嘴异常肿胀，随后窒息而亡。

论文《北疆蛇类初步调查》

首要任务是，如何防止毒蛇咬伤牛羊马匹，如何降低灾害对于生产建设和百姓生活的影响？这需要调查摸清草原物种的分类特征和分布地点。科研人员调查后发现，草原蝰和中介蝮等毒蛇是咬伤牲畜的罪魁祸首，并了解了它们的生活规律，发表了《中介蝮与草原蝰的食性观察》等论文。研究人员发现在温度适宜的春夏，蛇类频繁外出活动和捕食鼠类、昆虫，因此牲畜被咬伤主要发生在夏天。此时，分散于草丛各处的蛇类，居无定处，行踪不定，不好捕捉； 而蛇类是变温动物，需要冬眠，所以发现、瞄准和转移牧区的毒蛇，冬眠是个关键的时期。

为此，科研人员开始了风雪之中长时间的“蹲守”，他们不顾严寒，在蛇可能出没的地方仔细观察着。 冬天，北风迎风面的山坡堆满了积雪，而背风面的山凹处没有积雪，而蛇类就集中冬眠于阴山洞穴中。所以，趁蛇类冬眠之前或冬眠之中集中之时，将其“捉拿归案”。

其次，如何治疗被毒蛇咬伤的牲畜，挽救对于边防部队有重要意义的军马？科研人员以学代练，多方寻访拜师学艺，从外行到内行，研究出了一套救治中毒的牲畜的科学方法。

他们在新疆深入调查后，又赶赴上海，学习动物医学知识和药物制备方法。他们联合上海生物制品研究所，制备出抗蛇毒血清。还根据牛羊马等牲畜的体型特征，通过不同剂量蛇毒注射健康动物后获得具有免疫效果的血液，再通过动物间异体输血的手段， 来拯救更多的中毒牲畜。

研究成果不仅救治了动物，经过后续的深入研究，提出“蛇类毒性与不同种间及生态分布存在相关性”的学说，发表《我国蝮蛇各亚种间及其与蛇岛蝮蛇毒的毒力与中和试验的比较》等相关研究论文，真正体现了科学问题从人民需求实践中来，再经过科学研究，回归大众，惠及民生。

另外，科研人员还根据草原两栖爬行动物类、昆虫类和啮齿类的种群、分布以及物种间的食物链关系，摸清了毒蛇、虫害、鼠害和极端生态环境之间的共存与制约因素， 提出了一套生态防治方案：在极端干旱之年，虫灾和鼠害则会异常严重，此时更要减少毒蛇的食物来源——蝗虫和鼠类，以防当年毒蛇的大爆发。 针对这一系列生态防治方案，还开展了当地干部军民的培训，授之以渔，使其掌握科学治理的知识，受到自治区的好评。

科研人员只要一到新疆，一待就是大半年，期间要长途跋山涉水、风餐露宿、翻石挖洞，雪里来沙里去。但他们苦中作乐，反倒对新疆产生了特殊的感情。

以赵尔宓为例，从20世纪70年代开始，前前后后10次前往新疆。长期野外工作，让他爱上馕这个极具新疆特色的食物——因为它方便携带，容易保存，吃了扛饿，实属野外科考的必备“佳品”。距离第一次前往新疆调查毒蛇的30年后，2006年已经76岁的赵尔宓还顶着40-50℃的高温考察新疆，在荒无人烟的地方走着、看着，最后一次将祖国边疆的小动物看个够，追逐着它们，依依不舍……

2006年赵尔宓第10次也是最后一次在新疆野外采集

“科学研究必须告诉世界才行”

科研成果积累到一定程度后，赵尔宓认为中国两栖爬行动物研究必须广泛地进行国际交流，若不和国外同行交流相当于闭门造车、闭关守国，会制约国内爬行动物学科发展。他曾说过： “科学研究必须告诉世界才行，不告诉世界那就成了个人欣赏、个人收藏了，像玩古董。”

我国蛇类研究团队第一次出国访问是在1982年。 中国科学院与日本国学术振兴会开展学术交流，主要到群马县薮冢本町的日本蛇族学术研究所进行讲学与访问，此外还去了京都大学、名古屋大学、广岛大学，以及冲绳县的公害卫生研究所与蛇类研究所冲绳支所。

1984年， 赵尔宓应美国华盛顿州立大学的邀请，去到美国的大学、科研机构和博物馆参观访问，参加学术交流会议，进行野外采集。他向国外广泛介绍了我国两栖爬行动物学研究的发展及成就，与国外专家建立了学术友谊及资料交换关系。

1985年， 以成都生物研究所为主办单位，召开了“第一届中日两栖爬行动物学学术讨论会”，为期七天。以中、日两国为主，美国、瑞士等11个国家的代表出席。第一次将两栖爬行动物学国际研究引入国门,开启真正的面对面对话与交流。

1985年中日两栖爬行动物学学术讨论会参会人员合影

1989年， 筹备7年的首届世界两栖爬行动物学术大会在英国召开，赵尔宓是受邀的10位大会报告人之一。赵尔宓在回忆录中写到： “这是代表新中国两栖爬行动物学界首次在国际学术讲坛上露面，我考虑再三，勇敢地接受了这一邀请，因为我没有权力代表祖国弃权！” 最终，近一个小时的“东亚岛屿的两栖爬行动物地理学”学术演讲，获得各方赞誉。美国杰出科学家罗杰·科南特在祝贺他演讲成功的信中写到：“中华人民共和国因为有你作为她的代表而无比自豪。”赵尔宓回复道：“我更为有强大的祖国而自豪！”

从1982年启幕，由赵尔宓推动的国际学术交流，提高了我国两栖爬行动物研究的学术地位，为后续的学术对外交流打下了坚实的基础。

蛇从哪里来？中国最毒的蛇是哪种？

20世纪80年代，赵尔宓建立了中国第一个两栖爬行动物染色体研究平台，并组织人员成立了一个实验分类组。在研究所的鼓励与支持下，科研人员积极学习英文文献，积极开展新技术与新方法应用，运用染色体组型、电泳技术、组织学、生物化学等手段解决了一些分类学问题。同时，与合作者发表了我国第一篇以生化方法研究毒蛇分类的论文《我国蝮属蛇毒的聚丙烯酰胺凝胶电泳比较—兼论蛇毒电泳在毒蛇分类上的应用价值》，与研究室同志发表了若干篇染色体组型研究的论文，如《翠青蛇的染色体组型》等，并在国内第一批引入并利用支序分类学方法进行两栖爬行动物系统进化研究，于1984年出版专著《中国有尾两栖动物的研究》。

专著《中国有尾两栖动物的研究》

前辈科学家的基础积累和前瞻视野，也为蛇类后续研究拓展指明了方向。

近年来，以成都生物研究所李家堂团队为代表的新一代蛇类研究人员，想通过全新的研究手段，搞清楚一些看起来理所当然的常识，却深藏科学基础和复杂机理的科学问题： 蛇从哪里来？蛇为什么没有四肢？生活在高原或海洋等不同环境下的蛇有什么不同？同一种蛇身体颜色为什么不一样？中国最毒的蛇是哪种？毒蛇和蛇毒对人类的危害和用处是什么？ 研究人员利用多学科交叉前沿研究技术，抽丝剥茧地回答着这些“十万个为什么”。

研究团队自2015年开始布局“蛇类起源”研究，经过多年积累，在2023年完成了这项国际领先水平的研究。他们基于发育时序多组学和基因编辑技术，结合14个蛇类基因组和200个多物种转录组数据，构建了蛇类“族谱”框架图，揭示了蛇类起源于早白垩纪，祖先源自蜥蜴类物种。研究从遗传角度回答了蛇如何实现“吞象”和“暴饮暴食”，以及四肢缺失、身体延长、肺部不对称发育、盲蛇类视觉退化和红外感应等特殊性状的演化机制——在演化的历史长河中，它们打开或关闭了相关基因上的控制开关，让蛇的身体蛇“做主”，让蛇变得与众不同。

为了获取足够多实验样本，研究人员每年花3-4个月前往华南、华北和西南进行野外科考；为了分析数据，他们从头组装并拼接出覆盖84%现生蛇类的14个染色体水平高质量基因组，张亚平院士评价其为 “具有全球代表性且迄今最为可靠的蛇类系统发育框架” 。相关论文以封面论文的形式发表于国际期刊 Cell （《细胞》）。

国际期刊 Cell （《细胞》）封面论文

同时，研究团队在研究进程中不断优化积累，创建了蛇类环境适应性演化研究新方法，通过多年的研究， 回答着广泛分布于世界高原、海洋和森林等不同环境的蛇类是如何适应极端特殊环境这一命题。

2015年起，研究人员跑遍了青藏高原大大小小的温泉，去探寻蛇在世界屋脊“泡温泉”的秘密。2018年，他们首次公布 西藏温泉蛇基因组草图（点击了解详细信息） ，进一步结合行为学、比较基因组学及膜片钳实验等技术，发现温泉蛇缺氧应答、温度感知调节和DNA修复相关基因发生了特有变异，揭示了温泉蛇适应高原低温、缺氧及强紫外环境的遗传机制。Science杂志News栏目报道了温泉蛇系列研究成果。

Science杂志News栏目报道温泉蛇系列研究成果

2020年，团队采用学科交叉研究手段，通过组装高质量海蛇基因组，分析发现平颏海蛇的编码基因及非编码保守元件存在快速进化信号，解析了二次由陆地进入海洋爬行动物的环境适应机制。2023年，针对生活在林间具有体色多态性的绿瘦蛇，研究团队结合透射电镜等多技术手段，揭示了绿瘦蛇体色差异关键基因突变的分子证据，为仿生学研究提供了重要素材。

海蛇研究

绿瘦蛇研究

蛇毒咬伤是世界公共卫生难题。成都生物研究所在毒蛇、蛇毒和蛇伤防治方面的研究历史悠久，取得了多项研究成果。 近年来，为设计和制造更安全可靠的新一代抗蛇毒药物，研究团队通过高通量测序技术，组装了染色体水平的银环蛇基因组，揭示了以三指毒家族为代表的银环蛇毒素基因演化方式，并阐明了毒腺表达、毒素结构功能与毒性的关联，为开发有效的抗蛇毒药物奠定了基础。

蛇类研究人员丁利多年来深耕毒蛇研究。2021年，他以中国神话传说人物名字命名发表了新的剧毒蛇种“素贞环蛇”，并通过毒液蛋白质组解析了素贞环蛇的剧毒机理，也通过数据为它冠以 “亚洲陆生毒蛇第一毒” 的名号。不仅如此，曾为医生的他，致力于毒蛇咬伤防治科学研究与科普宣传，在世界各国蛇伤防治大会和社交平台上推广科学系统的毒蛇咬伤急救规范措施。

蛇毒也是传统且重要的天然药物，具有极高的药物开发价值。未来，研究团队将继续推动蛇类研究从基础科学到应用基础科学的发展，聚焦蛇毒等重要遗传资源的挖掘和运用，深入探究蛇毒成分、结构与功能，布局构建模蛇类基础研究平台、模式动物平台和蛇毒活性成分功能评价技术体系，以期为抗蛇毒血清及衍生药物的深度开发提供重要科学支撑，更好地服务国家重大战略需求。

蛇毒研究

结语

我国蛇类现代科学研究近百年的历史，也是勤奋的科学家们不断创新、勇攀高峰的过程，无论是从技术上还是从方法上。到如今，中国科学院成都生物研究所蛇类研究团队已经发展成为一支具有国际影响力的高水平研究团队。

这一群科学家，接力研究近百年，从多个维度、各个角度认识着、研究着、解读着蛇类的方方面面，为的是更好地认识它，了解它处的环境，为的是可以更好地保护它，从而能够有机会深入研究它，发掘它身上隐藏的奥秘，而后通过仿生学、药物设计学、工程学等方面更好地利用，学习它的生存智慧，带给人类无限启迪。