点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家揭秘鸟类迁徙路线形成原因和长距离迁徙关键基因
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

科学家揭秘鸟类迁徙路线形成原因和长距离迁徙关键基因

来源:光明网2021-03-05 11:48

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  鸟类的迁徙是令人着迷的自然现象之一。据估计,全球现存1万多种鸟类中约1/5是迁徙鸟类,世界上每年有数十亿只候鸟在繁殖地和越冬地之间迁徙,鸟类的迁徙路线几乎遍布全球。然而,这些路线如何进化而成?当前如何维持?在未来气候变化下可能有何改变?不同的迁徙策略是否有其遗传基础?这些问题是鸟类学和行为学关注的重要科学问题。

  3月3日,中国科学院动物研究所研究员詹祥江实验室在Nature在线发表了关于鸟类迁徙的研究论文Climate-driven flyway changes and memory-based long-distance migration。研究团队通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息,建立了一套北极游隼迁徙系统,揭秘其迁徙路线的主要形成原因和长距离迁徙关键基因。

科学家揭秘鸟类迁徙路线形成原因和长距离迁徙关键基因

图1.北极游隼卫星追踪和迁徙系统

  游隼(Falco peregrinus)是世界上飞行速度最快的动物之一,最高俯冲速度接近390km/h,也是地球上最成功的顶级捕食者之一,分布在除南极洲之外的全球六大洲。研究历时六年,在北极圈自西向东的主要繁殖地(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只游隼佩戴卫星追踪器,构建出一套北极游隼迁徙系统。卫星追踪发现这些北极游隼主要使用5条迁徙路线,在种群和个体水平上具有非常高的迁徙连接度和重复性。同时,这些种群的迁徙距离显著不同:西部两群短距离迁徙(平均3600公里),东部四群长距离迁徙(平均6400公里)。

  对其中4个地区35只游隼的种群基因组学分析显示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分别具有最近共同祖先。基于该研究中开发的全基因组Approximate Bayesian Computation模型,估计长/短距离种群的分化时间大概在末次冰盛期前后。种群动态推断及潜在繁殖、越冬地重建结果显示在末次冰盛期到全新世的转换过程中,因冰川消退而带动的繁殖地向北退缩以及越冬地变迁可能是游隼迁徙路线形成的主要历史原因。对于当前的迁徙路线而言,研究发现不同路线之间的环境异质性很强,环境巨变区域与迁徙路线边界高度吻合,且路线之间的差异与选择性遗传分化的相关程度明显大于中性遗传分化,从而说明环境的差异及相关的本地适应在维持当前迁徙路线中发挥重要作用。

科学家揭秘鸟类迁徙路线形成原因和长距离迁徙关键基因

图2.北极游隼迁徙路线变迁和长距离迁徙遗传基础

  通过对长短迁徙种群基因组的对比分析,研究首次发现了一个和记忆能力相关的基因ADCY8在长距离迁徙种群中受到了正选择,实验证明长、短迁徙种群主要基因型存在功能差异,揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。研究通过模拟预测,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对两方面的威胁,即迁徙策略的改变和主要繁殖地的退缩。

  该研究首次全面结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等新型研究手段,通过多学科的整合分析,从行为、进化、遗传、生态及全球气候变化等维度,阐明了北极鸟类迁徙路线过去形成历史、当前维持机制及未来变化趋势,并发现了鸟类长距离迁徙的关键基因,展现了学科交叉型的创新性研究在迁徙鸟类保护中的重要作用。该研究由动物所主导,中科院生物物理研究所、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究所等科研单位合作完成。动物所博士研究生谷中如、助理研究员潘胜凯和工程师林蓁蓁为论文的共同第一作者,詹祥江为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、中科院动物进化与遗传前沿交叉卓越创新中心、中科院青年创新促进会等的支持。(中国科学院动物研究所)

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 春风送岗促就业

  • 在中国最大淡水湖守护候鸟“春运”

独家策划

推荐阅读
人工智能技术及其应用的跨领域、跨层级、跨主体特征,决定了其安全治理天然具有高度复杂性和协同需求。最后,面对人工智能技术快速迭代、应用场景动态迁移、风险形态持续演化的鲜明特点,制度体系必须具备敏捷响应与动态调适的智慧与弹性。
2026-02-25 09:45
曾经只存在于科幻电影中的“太空采矿”,正逐渐从文艺作品中的构想走进现实。
2026-02-25 09:49
新一轮科技革命的浪潮中,数字化与智能化已成为竞争关键,以开放的姿态推动实体经济与数字技术深度融合,必将推动我国制造业发展更上一层楼。
2026-02-25 09:45
当天,李秋立和4位“战友”——同所研究员胡森、陈意、杨蔚及中国科学院国家天文台(以下简称国家天文台)副研究员周琴,共同获得2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。
2026-02-25 09:45
在2月19日发表于《科学》的一篇论文中,研究人员描述了一种疫苗,作为鼻腔喷雾剂,它不仅能让小鼠对新冠病毒、流感病毒免疫,还能抵御所有呼吸道疾病。实验表明,接受4剂鼻腔疫苗的小鼠对新冠病毒和其他冠状病毒,以及引发多种呼吸道感染的细菌都产生了免疫力。
2026-02-25 09:45
在人体免疫系统中,T细胞犹如一支守护健康的“特种部队”,负责执行全身细胞的“安全检查”。该研究揭示,组氨酸能精准定位TCR分子识别癌细胞和启动癌细胞清除程序的“关键按钮”位点。
2026-02-25 09:45
《庄子・人间世》有云,“乘物以游心”——或许正是“驭AI而不役于AI”的最好注解。
2026-02-24 14:01
清晰界定科普的价值定位,探索高效的实现路径,有助于推动科普事业高质量发展。
2026-02-24 13:23
AI技术的竞争早已超越产品层面,上升到创新生态、治理能力与产业话语权的综合博弈。
2026-02-24 10:09
当你惊叹于自动驾驶汽车流畅的避障,或陶醉于无人机集群精准的编队表演时,可能并未察觉,支撑这些智能场景的海量数据正在无数边缘节点间疾速奔流。
2026-02-24 09:16
近日,一支国际科学家团队从西南极洲腹地带回了228米长的远古岩石与沉积物,这是人类迄今从冰盖下获取的最长岩芯。
2026-02-24 09:33
当前AI算力普遍面临“内存墙”问题,即计算时数据的存储与运算分处于不同区域,“隔墙”调用严重制约了AI芯片性能提升。
2026-02-24 09:23
目前,主流锂电池正极材料大多使用钴、镍等无机矿物,这类材料面临资源、成本、安全及柔性不足等多重挑战。相比之下,有机电极材料取材广泛,其分子可灵活设计且自身柔韧,被视为极具潜力的“绿色电池新星”。
2026-02-24 09:21
内质网是生物细胞内的一种网膜系统,可帮助维持细胞的正常功能,具有重要的医学研究价值。
2026-02-24 09:14
春节期间,记者来到异龙湖,听到了当地群众对共建生态文明、共享生态成果的感受。
2026-02-21 12:46
莱州中华武校第十次登上央视春晚舞台
2026-02-17 10:21
近日,一个名为Moltbook的社交平台突然走红。与普通网络平台不同的是,Moltbook上的用户都是AI智能体。
2026-02-14 09:21
全球规模最大的200万吨/年柴油吸附分离装置目前在中国石油广西石化稳定运行。
2026-02-14 09:16
大连理工大学赵珺教授带领师生团队正抓紧时间,为实现可重复使用运载火箭关键部件的“复用检测”技术突破全力冲刺。
2026-02-14 09:12
一场刷新人类对宇宙极端物理过程认知的高能事件,被中国科学卫星清晰捕获并成功解读。
2026-02-14 09:11
加载更多