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

  • 上海市档案馆展出隐蔽战线工作者红色珍档

  • “深江1号”盾构机掘进突破4000米

独家策划

推荐阅读
“激光不是自然光,它是人类创造的‘最准的尺’‘最利的刀’,更是能为人类需求精准调光的‘魔法师’。”1月6日,科学家精神百场讲坛在扬州大学开讲,中国科学院院士、天津大学教授姚建铨向现场听众分享了自己60年的科研历程与心得。
2026-01-07 02:30
以前医生判断大脑是否健康,需要进行磁共振检查,这个检查结果用的是西方人群的参考标准。
2026-01-07 02:30
硫化氢气味如臭鸡蛋,在天然气开采、炼油、煤化工中大量产生。它不仅有毒,更是形成酸雨的“元凶”之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更是巨大。如何安全、彻底地处理它,一直是工业界面临的巨大挑战。
2026-01-07 02:30
从生态环境部获悉,日前,南京环境科学研究所秦卫华、李中林、王涛研究团队在《布拉格国家昆虫博物馆馆报》上发表研究成果——西藏吉隆发现猎蝽科猛猎蝽属新物种吉隆猛猎蝽,我国青藏高原生物多样性数据库再添新成员。
2026-01-07 02:30
“人类工程与大自然的完美融合!”不久前,贵州花江峡谷大桥刚刚建成通车便火遍全网,各地游客纷至沓来,只为感受新晋世界第一高桥的壮观雄伟。
2026-01-07 02:30
“一张网”的构建是我国测绘地理信息事业转型升级的生动实践。
2026-01-06 09:53
具身智能作为人工智能与机器人科学交叉的前沿领域,是新一轮产业变革的技术引擎。
2026-01-06 02:45
我国首次航天员洞穴训练日前在重庆市武隆区圆满结束,28名航天员参加了这次训练。
2026-01-06 02:45
近日,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,意见明确要求构建高水平矿山安全生产智能化应用场景。
2026-01-06 03:05
拔尖创新人才的培养成长,与平台和环境密切相关。记者注意到,与长期以来以竞赛选拔为主导的“关门培养”模式不同,近年来越来越多的中学、高校开始设立新型实验班。这些实验班面向更多学子敞开大门,以综合素质培养为落脚点实施个性化育人,为拔尖创新人才成长发展开辟了新空间。
2026-01-06 03:05
我是一名铁路机车调试工,在中国中车株洲电力机车有限公司干了33年,摸过超过一千万根线缆,听过约十万次受电弓升起的声音。这些年,我带过不少刚毕业的学生,也面试过很多从院校走出来的年轻人。他们理论扎实、认真仔细,但一上手调试真车,常常“当场犯懵”。我发现一个问题:学校教的和现场用的,中间隔着一道“看不见的墙”。
2026-01-06 03:05
面对市场机遇,产业链上市公司正加速卡位布局,以技术升级主动迎接L3级自动驾驶的商业化浪潮。
2026-01-05 09:13
接下来,我们计划测量能量范围更为宽泛的质子能谱,最终覆盖4个量级的能量区间。
2026-01-05 09:08
国务院关于促进科技成果转化工作情况的报告近日提请十四届全国人大常委会第十九次会议审议。报告显示,“十四五”以来,我国科技成果转化实现量质齐升,有效推动科技成果向现实生产力转化。
2026-01-05 03:30
棉花是重要经济作物,其中,陆地棉的纤维产量超过全球总量的95%,在我国栽培广泛。陆地棉原产于美洲,在驯化改良过程中经历多次基因组重排。
2026-01-05 03:30
想象一下,机器的“眼睛”不仅能像人眼一样广阔扫视,还能瞬间锁定关键目标,进行精细“凝视”……或许,这将不再是科幻情景。
2026-01-05 03:30
“深海一号”气田是中国迄今为止自主开发的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大、天然气产能最大的海上气田,最大作业水深超1500米。
2026-01-04 09:00
细胞膜蛋白是药物作用的关键靶点,而核酸适体是一类能够高特异性、高亲和力结合靶标分子的寡核苷酸。
2026-01-04 08:59
意见提出到2030年电网资源优化配置能力有效增强,“西电东送”规模超过4.2亿千瓦,新增省间电力互济能力4000万千瓦左右,支撑新能源发电量占比达到30%左右,接纳分布式新能源能力达到9亿千瓦,支撑充电基础设施超过4000万台。
2026-01-04 08:58
全国农业农村厅局长会议日前在北京召开。会议指出,2025年,各级农业农村部门扎实有力推进乡村全面振兴和农业强国建设重点工作,
2026-01-04 02:05
加载更多