Nature：詹祥江试验室揭秘鸟类迁徙道路构成原因和长间隔迁徙要害基因

  鸟类的迁徙是最令人入神的自然现象之一。据估量，全球现存1万多种鸟类傍边大约1/5是迁徙鸟类，世界上每年稀有十亿只留鸟在繁衍地和越冬地之间迁徙，鸟类的迁徙道路简直遍及全球。但是，这些道路怎么进化而成？当时怎么保持？在未来气候均匀状况随时刻的改动下可能有何改动？以及不同的迁徙战略是否有其遗传根底？一直是鸟类学和行为学界广泛重视的重要科学问题。

  2021年3月3日，中国科学院动物研讨所詹祥江试验室在世界尖端期刊Nature杂志以封面故事宣布了关于鸟类迁徙的研讨论文“Climate-driven flyway changes and memory-based long-distance migration”（doi: 10.1038/s45-0）。在该研讨中，团队经过整合多年卫星追寻数据和种群基因组信息，建立了一套北极游隼迁徙体系，揭秘了其迁徙道路的首要构成原因和长间隔迁徙要害基因。

  游隼(Falco peregrinus)，是世界上飞行速度最快的动物之一，最高爬升速度挨近390km/h，也是地球上最成功的尖端捕食者之一，广泛散布在除南极洲之外的全球六大洲。研讨人员历时六年，在北极圈自西向东的首要繁衍地（科拉半岛、科尔古耶夫岛、亚马尔半岛、泰梅尔半岛、勒拿河、科雷马河）为56只游隼佩戴了卫星追寻器，构建了一套北极游隼迁徙体系。卫星追寻发现这些北极游隼首要运用5条迁徙道路，在种群和个别水平上有很高的迁徙衔接度和重复性。而且这些种群的迁徙间隔显着不同：西部两群短间隔迁徙（均匀3600公里），东部四群长间隔迁徙（均匀6400公里）。

  对其间4个区域35只游隼的种群基因组学剖析显现西部的科拉和科尔古耶夫种群，以及东部的亚马尔和科雷马种群别离具有最近一起先人。根据该研讨中开发的全基因组Approximate Bayesian Computation 模型，估量长/短间隔种群的分解时刻大概在末次冰盛期前后。种群动态揣度及潜在繁衍、越冬地重建成果为在末次冰盛期到全新世的转化过程中，因冰川衰退而带动的繁衍地向北畏缩以及越冬地变迁可能是游隼迁徙道路构成的首要前史原因。关于当时的迁徙道路而言，研讨人员发现不同道路之间的环境异质性很强，环境剧变区域与迁徙道路鸿沟高度符合，而且道路之间的差异与挑选性遗传分解的相关程度显着大于中性遗传分解，然后说明晰环境的差异和相关的本地适应在保持当时迁徙道路中发挥着重要效果。

  更为风趣的是，经过对长短迁徙种群基因组的比照剖析，研讨人员初次发现了一个和回忆才能相关的基因ADCY8在长间隔迁徙种群中受到了正挑选，试验证明长、短迁徙种群首要基因型存在功用差异，提醒了长时回忆可能是鸟类长间隔迁徙的重要根底。最终，研讨人员经过不闻不问猜测，在未来全球变暖日益严重的情境下，亚欧大陆西部的北极游隼种群可能会面临两方面的称赞：迁徙战略的改动和首要繁衍地的畏缩。

  该项研讨初次全面结合遥感卫星追寻、基因组学、神经生物学等多种新式研讨手法，经过多学科的整合剖析，从行为、进化、遗传、生态及全球气候均匀状况随时刻的改动等多重维度，阐明晰北极鸟类迁徙道路曩昔构成前史、当时保持机制以及未来改动趋势，并发现了鸟类长间隔迁徙的要害基因，展示了学科穿插型的立异性研讨在迁徙鸟类维护中的及其重要的效果。该研讨由中国科学院动物研讨所主导，中国科学院生物物理研讨所、英国卡迪夫大学、俄罗斯科学院乌拉尔分院、德国马普动物行为研讨所等多个国家科研单位协作完结，动物研讨所博士研讨生谷中如、助理研讨员潘胜凯和工程师林蓁蓁为论文一起榜首作者，詹祥江研讨员为通讯作者。该研讨得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、科技部国家重点研制方案、中国科学院动物进化与遗传前沿穿插躲藏立异中心、中国科学院青年立异促进会等项目的支撑。