本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
[caption id="attachment_44" align="alignleft" width="200" caption="熊表示不屑。照片来自 Flickr 用户 Marshmallow 的 CC 许可。"]
那是 2008 年的夏天，言辞变得像全球变暖的车盖一样火热，就像一辆 91 年雪佛兰 Camaro RS（我的第二辆车，当然是带 T 字顶的）的车盖一样。（你或许可以在车盖上煎鸡蛋，但你可以在选举年辩论包裹着的炙热的铁皮屋顶上烤几只康沃尔母鸡。）在真正的政治姿态中，共和党总统候选人亚利桑那州参议员约翰·麦凯恩 (R-AZ) 对浪费在科学研究上的政府支出嗤之以鼻，“我不知道这是亲子鉴定问题还是刑事问题，但这是浪费钱。” 这是针对一项 300 万美元的拨款，麦凯恩在他的竞选活动中称之为“熊亲子鉴定测试”。
熊，曾经是里根政府的集结象征，现在已成为美国政治中一切错误的象征。当然，除非言论有行动支持，否则毫无意义，而参议员麦凯恩未能就他所举例说明的政府浪费行为采取行动。2003 年，作为拨款委员会的成员，他最终投票赞成最终法案，而没有试图取消熊研究，就像他在接下来的 5 年里继续做的那样，嘲笑这项研究。
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“接近一只熊：那边那只小熊声称你是它的父亲，我们需要提取你的 DNA。接近另一只熊：两名徒步旅行者的食物被熊偷走了，我们认为是你。我们必须获取 DNA。DNA 不符，你就无罪释放，如果我可以这么说。”——麦凯恩，参议院会议厅，03 年 2 月 13 日，引自 Factcheck.org
保护成功的案例
熊 DNA 研究，更正式的名称是 北部大分水岭灰熊项目 - 由美国地质调查局冰川野外站的 Katherine Kendall 博士领导，使用铁丝网陷阱和 视频监控 摄像头捕捉落基山脉各地熊的毛发。这是一个雄心勃勃且非常成功的项目。在其运行过程中，已识别出该地区几乎每一只熊，估计约为 765 只（Kendall 等人，2009 年）。这项研究的重点是确定西北部大生态系统不可或缺的组成部分的种群规模，评估可追溯到 1975 年的灰熊保护措施的成功程度，并了解熊的个体（和群体）如何在地形中移动。例如，是否存在障碍阻止了熊的亚种群相互接触，并做它们在野外相遇时会做的事情……你知道……作者在他们的研究中得出以下结论：
熊种群规模健康
2004 年，人类造成约 5% 的熊死亡，略高于他们认为可持续的水平
熊占据的范围超过恢复区以外的 10,000 平方公里
有证据表明，种群在主要交通走廊（如州际公路）上被分割
在衡量一项保护倡议时，这将被认为是一项成功的研究。他们进行了彻底的抽样，采用了可靠的统计方法，创新性地使用了现有工具，对他们的数据做出了可靠的结论，并公正地评估了灰熊的保护状况。尽管如此，即使您确信科学的完整性，您仍然可以合理地问，这是否值得 300 万美元？这是一个合理的问题，也是科学家通常不屑于回答的问题。毕竟，当他们的研究已经通过了传统科学审查的崇高渠道的判断后，他们为什么要向“管道工乔”回答他们研究的完整性呢？
当然，简单的答案是，任何公共资助的研究的重要性都必须传达给公众。作为美国经济的纳税人，无论我们是否知道或喜欢，我们都在资助政府机构、NSF 和 NIH 的所有研究。研究提案和研究实施之间常常存在脱节，部分原因是科学资助的幕后渠道。政府机构理所当然地将评估研究提案的工作交给了专家。专家出于各种原因对其他人的研究有既得利益，有些是不光彩的，但大多数人希望看到他们的领域在良好科学的指导下取得进展。一旦专家小组得出结论，认为该提案具有价值，预算适当，并且存在足够的资金，研究就可以开始。这是提案过程的简明简化版本。
***有关“熊亲子鉴定测试”的实际科学原理的更详尽分解，请参阅南方油炸科学的这篇精彩文章：通量种群的有效规模***
缺失的环节？
诸如“熊亲子鉴定测试”之类的误导性陈述会让普通公民感到震惊的原因之一是提交和评估研究提案的幕后性质。这并不是一件坏事，而仅仅是一种观察。对于“管道工乔”来说，进行研究的成本似乎是轻率且煽动性的。毕竟，他正在努力维持生计，每天都在努力工作以养家糊口，并且从不向政府索取任何东西！与此同时，这些象牙塔里的书呆子们却在用他辛苦赚来的税款下棋。300 万美元是一大笔钱。
让我们仔细看看纳税人资助的研究拨款的去向，从一项闪亮的新 100 万美元国家科学基金会拨款开始。大学从总额中扣除相当大的一部分，大约接近 40%（但可能更高），这涵盖了研究人员及其工作人员的所有住房成本，例如电费、支持人员工资（秘书、会计办公室、维护人员等）、水和污水处理、任何共享设施、您和您的研究人员将要使用的卫生纸量 - 以及其他等等。这将为该项目留下 600,000 美元。鉴于该研究将在 3 年内进行，那么该项目每年约有 200,000 美元。许多项目都有多位研究人员，通常来自不同的机构，每个人获得的金额取决于他们的参与程度。假设平均有 3 位研究人员，并且为了论证起见，每个人都同等程度地参与，因此资金平均分配，每人约 66,000 美元。
这 66,000 美元用于支付研究费用以及研究人员实验室的研究和技术人员的工资。需要有人实际进行研究。研究生是您可以找到的最便宜的劳动力，可以进行实地研究或实验，从事智力工作，并最终将研究成果发表。典型的研究生工资约为 18,000 美元，再加上管理费用和学费，使这个金额接近 40,000 美元。顺便说一句，年薪为 35,000 美元的技术人员实际上可能花费研究人员大约 70,000 美元。在这种情况下，聘请技术人员将使研究人员超出预算。这给研究人员留下了 26,000 美元，其中一部分将支付研究人员的夏季工资（学术人员按 9 个月工资计算，因此另外 3 个月的支持可能约为 10,000 美元）。剩下的 16,000 美元用于前往野外地点的差旅费（4 名研究人员的机票？2400 美元。4 周野外工作的食物和住宿，按政府每日津贴标准？估计每天 80 美元，总计 2,200 美元 x 四名研究人员 = 8,800 美元）、实验室分析和用品、实验室成员的会议差旅和注册费、出版成本以及帮助获得下一笔拨款的初步实验。最后剩下的钱很少。
显然，政府拨款对于科学家来说并不是快速致富的计划。相反，科学家、技术人员、研究生和其他研究人员有义务遵守其机构的工资准则，这些准则与典型的中产阶级工资相当。但是，当公众从政客那里收到的信息是，科学家滥用他们的税款时，公众就会感到困惑，而他们的民选官员与资金的去向几乎无关。就像公民委托政客代表他们的利益向政府机构一样，政客委托管理者和志愿科学家来确定值得政府资助的最佳研究提案。
基础研究的间接益处
在揭开熊保护遗传学奥秘的旅程中，肯德尔和她的同事们不得不开发许多工具，才能达到他们可以发表最终结果的地步。其中一些是非侵入性野外方法，可以在没有任何人为干预的情况下捕捉荒野中熊的毛发。令人惊讶的是，通过遍布西北部的这些毛发陷阱，他们可以将此用作指示器，指示熊在广阔范围内的存在。多年来，相同的个体被追踪了数千英里。
这项研究的价值之一是密集的抽样。落基山脉上游几乎每只熊都已被清点。他们能够匹配兄弟姐妹并重建家庭。这对于能够使用遗传数据测试生态学思想非常重要。种群遗传学中最基本的问题之一是，需要多少遗传标记才能将个体分配到任何特定种群。这是一个非常基本的方法论问题，相当复杂。
要将个体分配到种群，我们需要知道全同胞兄弟姐妹共享相同基因型的概率以及两个个体具有相同基因型的概率（Woods 等人，1999 年；Waits 等人，2001 年）。要解决这个问题，确实需要一个包含已知关系的个体的完整数据集和大量遗传标记。这正是熊 DNA 研究完成的工作。有了这些统计数据，现在的保护生物学家就可以评估标记集是否具有统计能力来检测他们数据集中的相同个体。这非常重要，因为它使我们能够找到准确地将个体分配到正确种群所需的最小标记数量。
这种基本的统计工具是熊亲子鉴定测试的结果，其用途远远超出熊的领域，适用于任何保护遗传学问题。当您花费数千美元管理濒危物种时，您需要确保知道每个种群中有谁，种群之间正在发生多少交配以及种群如何在周围移动。我本人也使用过这些工具来了解我开发的一组微卫星标记是否具有检测相同基因型并正确地将个体分配到深海热液喷口虾种群的分辨率（Zelnio 等人，2010 年）。
对熊的研究对整个领域产生了重大影响，并促进了对最深海盆进行创新研究。在政府资助研究的性质的片段和政治姿态之间经常被忽略的是进行研究的真正目的。基础研究很少没有应用成果。在回答研究目标的旅程中开发的新工具和方法可能影响深远，并为整个研究领域树立新的标杆。虽然您可能不在乎熊，但您可能在乎美洲狮、鸟类或蝴蝶。为一种物种开发的工具可能非常适用于整个动物生命领域。
最大的挑战是使研究与每个人相关。这将需要与科学家、资助机构、政治家、传播者和营销人员进行广泛的合作。我们需要更好的方法来表明基础研究并非轻率之举。当研究被用于政治姿态时，科学家和科学传播者应该抓住时机，将其转化为教育时刻。但这在媒体关注时最为重要。为了充分利用掌控误导性局势的机会，行动需要迅速而果断。在政治格局中等待收集您的想法是政治自杀。这是一个反动的媒介，尤其是科学家不习惯的媒介。但是，如果我们想继续成为科学领域的领导者，我们必须涉足其中并加入对话。
参考文献
Kendall, K., Stetz, J., Boulanger, J., Macleod, A., Paetkau, D., & White, G. (2009). 恢复中的灰熊种群的种群统计学和遗传结构。《野生动物管理杂志》，73 (1), 3-17 DOI: 10.2193/2008-330
Woods, J.G., Paetkau, D., Lewis, D., McLellan, B.N., Proctor, M., & Strobeck, C. (1999). 自由放养的黑熊和棕熊的遗传标记。《野生动物学会公报》, 27 (3), 616-627 JSTOR
Waits, L., Luikart, G., & Taberlet, P. (2001). 估计自然种群中基因型之间同一性的概率：注意事项和指南。《分子生态学》，10 (1), 249-256 DOI: 10.1046/j.1365-294X.2001.01185.x
Zelnio, K., Thaler, A., Jones, R., Saleu, W., Schultz, T., Dover, C., & Carlsson, J. (2010). 来自深海热液喷口的 Chorocaris sp. (甲壳纲，十足目，Alvinocarididae) 中九个多态微卫星基因座的表征。《保护遗传学资源》，2 (1), 223-226 DOI: 10.1007/s12686-010-9243-0