胡永刚-资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室

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胡永刚

胡永刚，男，河北藁城人，研究员，博士生导师，本课题组整合生态演化发育生物学（Eco-Evo-Devo）的理论和方法，围绕动物新性状起源与多样性演化机制、性别二型性和发育可塑性等方面开展研究工作，热忱欢迎有志于昆虫演化发育生物学研究的青年教师、博士后、研究生和本科生加入课题组！有意者请将个人详细简历发送至我的邮箱。

胡永刚教授，博士生导师

资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室

教育背景

2012 – 2017 哥廷根大学（德国）生物学博士

2009 – 2012 西南大学蚕学与系统生物学研究所遗传学硕士

2005 – 2009 西南大学生物技术学院生物技术专业本科

工作经历

2022-至今资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室长聘研究员

2017-2022 印第安纳大学（美国）博士后

研究领域

进化发育生物学（Evo-Devo），发育可塑性，昆虫资源利用与生态保护

动物新的复杂性状（例如蝴蝶的翅斑，甲虫的角突等）是如何演化而来；以及复杂性状如何快速进行多样性演化一直是生物学中的一个重要但悬而未决的科学问题。甲虫的角突是动物界中最引人注目的一类进化上的创新性状（evolutionary novelty），其也是一类典型的第二性征(secondary sexual trait)，即大多数甲虫物种中，角突仅在雄性个体中出现，而在雌性个体中没有。现已记载有数千种甲虫在其头部和前胸背板上长有角突，甚至在亲缘关系很近的物种当中，角突的数目，大小，形状以及生长的位置都存在非常大的差异性。个别物种的雄性个体中还表现出了角突的二型现象（dimorphism），即在营养条件充足的情况下长出很长的角突，而在营养不足的情况下不长角突或者长出非常短的角突。我的研究主要采用甲虫的角突为模式来探索以下几方面的科学问题：（1）动物复杂性状起源的演化发育机制；（2）性状多样性演化的分子机制；（3）为何不同物种对于环境的响应有差别的，这种发育可塑性（developmental plasticity）如何导致性状分化与演化的。后续围绕上述三个科学问题进行详细的进化发育机制探索和解析。

此外，蜣螂在生态系统平衡中具有重要的作用，其通常以粪便或腐殖质为食。它们将粪便转运到地下，能够减少粪便污染，增加土壤通透性和肥力；另外，它们还对种子的二次传播，有害生物（如粪蝇）的控制发挥重要作用。然而我国对于蜣螂种群保护的方面还没有采取针对性措施。针对此问题，我计划与合作实验室围绕蜣螂处理动物粪便这一模式开展相关研究，以期构建一种天然高效、环境友好的粪便处理系统，以达到降低碳排放，增强生态系统平衡性和稳定性的目标。

具体研究方向如下：

1.以有角突甲虫为模式研究动物创新性状起源和多样性演化的机制

2.以甲虫角突为模式探索性别二型性性状在近缘物种间多样性演化的机制

3.动物器官大小、形状以及生长位置的命运决定与调控

4.发育可塑性

学术贡献

动物新的复杂性状及其多样性是如何进化而来的，这是生物学研究中的一个根本问题，也一直是一个科学难题。围绕这一问题本人从博士研究生期间开始至今以鞘翅目昆虫的复杂性状为研究对象，取得了一系列重要研究成果，先后成功解析了： (1) “甲虫前胸背板上角突是如何进化而来”这一自达尔文至今的世纪之谜；（2）蜣螂前足胫节“开掘足”（tibial teeth）的进化发育机制及其环境适应性方面的作用；（3）赤拟谷盗（Tribolium castaneum）蛹期腹节上物理防御器官gin-trap和蜣螂对应同源器官lateral support structure的进化发育机制，基于以上研究我们提出了“昆虫乃至节肢动物的某些复杂性状是由翅膀的系列同源器官演化而来的”这一重要论述并被作为案例写入教材。我们的研究颠覆了传统上被广泛接受的对进化新质（evolutionary novelty）概念的定义，基本实现了特定类型动物复杂性状的可追溯性和可预测性。研究结果发表在包括Science（封面文章）、Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences等国际知名期刊上。

荣誉奖励

2024 第四批“重庆市学术技术带头人”

2024 西南大学“十佳青年”教师

2022 重庆市杰出青年科学基金获得者

2021 国家级青年人才计划入选者

代表性论文

1). Hu Y*, Linz D, Moczek AP* (2019) Beetle horns evolved from wing serial homologs. Science 366(6468), 1004-1007 (封面文章)

2). Hu Y*, Moczek AP (2021) Wing serial homologues and the diversification of insect outgrowths: insights from the pupae of scarab beetles. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 288:20202828 （自然指数期刊）

3). Hu Y, Schmitt-Engel C, Schwirz J, Stroehlein N, Richter T, Majumdar U, Bucher G* (2018) A morphological novelty evolved by co-option of a reduced gene regulatory network and gene recruitment in a beetle. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 285:20181373 （自然指数期刊）

4). Hu Y*, Crabtree JR, Macagno ALM, Moczek AP (2024) Histone deacetylases regulate organ-specific growth in a horned beetle, EvoDevo, 15(1)

5). Linz D#*, Hu Y#, Moczek AP (2019) The origins of novelty from within the confines of homology: the developmental evolution of the digging tibia of dung beetles. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 286:20182427 （自然指数期刊）

6). Hu Y#, Linz DM#, Parker ES#, Schwab DB#, Casasa S, Macagno ALM, Moczek AP* (2020) Developmental bias in horned dung beetles and its contributions to innovation, adaptation, and resilience. Evolution & Development. 22 (1-2), 165-180.

7). Crabtree JR, Macagno ALM, Moczek AP, Rohner PT, Hu Y* (2020) Notch signaling patterns head horn shape in the bull-headed dung beetle Onthophagus taurus. Development Genes and Evolution 230(3), 213-225.

8). Linz D#*, Hu Y#, Moczek AP (2020) From descent with modification to the origins of novelty. Zoology. https://doi.org/10.1016/j.zool.2020.125836 (封面文章)