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

  • 百年接力,守护城市万亩林海

  • 山东:“渔光融合”共享海洋绿色资源

独家策划

推荐阅读
2025全球数字经济大会2日在北京开幕。除收录标准的优势外,东壁全球科技文献数据平台还根据中国科技界与教育界的习惯,对所收录期刊进行了学科分类。
2025-07-04 09:55
超材料是一类具有特殊性质的人造材料,而具有热辐射性能的超材料可以把多余的热量“打包”传递到外界,热辐射超材料可广泛应用于零能耗辐射冷却、建筑节能降温、航天热控等诸多重要领域。
2025-07-04 09:53
中国科学院院士、海南大学生物医学工程学院教授骆清铭团队成功绘制出了小鼠三维脑区和立体定位图谱
2025-07-04 09:52
7月4日,神秘的水星将迎来东大距,这是今年第二次水星东大距,观测条件依然不错。
2025-07-04 09:51
科学是生产力的核心要素。
2025-07-04 09:50
钙钛矿太阳能电池因成本低、效率高、易加工等优势备受关注,可应用于光伏发电、车载光伏、光伏建筑等领域。
2025-07-03 09:59
目前,对于10厘米以上大型空间碎片,航天器通常采用主动规避的策略,通过轨道调整,避开可能的碰撞路径。
2025-07-03 09:58
6月26日,中国民航局官网发布公告,提到为切实保障航空运行安全,自2025年6月28日起,禁止旅客携带没有3C标识、3C标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班。
2025-07-03 09:56
药膳制作师既要懂烹饪,是餐厅的大厨,又要懂中医药理论知识,特别是能够作为食药物质的中药材。
2025-07-03 09:55
运动有助于健康和抗衰老。但究竟是什么让运动有这种奇效呢?我国研究团队历时6年,首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子-细胞动态响应谱,揭示肾脏是运动效应的关键应答器官——其内源代谢物甜菜碱作为衰老延缓的核心分子信使,通过靶向抑制天然免疫枢纽激酶TBK1,协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。
2025-07-03 05:20
近日,四川乐山一小伙感觉身体不适独自乘出租车前往医院就诊,途中开启“超强自救”模式:联系妈妈告知情况、打110报警求助、打120告知医院准备急救。如果长期处于焦虑引起的躯体化障碍状态,患者会反复出现头痛、心慌、呼吸急促、胃肠紊乱、肢体疼痛、睡眠问题等。
2025-07-02 10:06
使用人工智能大模型时,不少人或许都遇到过类似问题:它们有时会捏造细节,甚至“一本正经地胡说八道”。当“喂给”大模型的训练数据包含虚假信息时,它就会产生“幻觉”、给出错误答案。
2025-07-02 10:05
中国国际航空公司所属的国产C909客机平稳降落在蒙古国乌兰巴托成吉思汗国际机场,标志着国航首条C909国际航线正式开通。早8时许,这架C909客机从呼和浩特起飞,经过1个多小时飞行抵达乌兰巴托。
2025-07-02 10:03
农业是国民经济的基础,农业领域形成新质生产力是国民经济形成和发展新质生产力的基础和“底盘”。 农业新质生产力是通过提升劳动者素质、优化劳动资料和创新利用劳动对象,实现全要素生产率的显著提高。
2025-07-02 10:01
团队基于卫星遥感数据构建了1988年至2021年青藏高原30米分辨率人工草地数据集,明确了青藏高原主要的人工草地类型及其时空分布特征,并揭示了青藏高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。
2025-07-02 09:59
屠光绍认为,金融机构在应用人工智能时必须在服务投资人与消费者之间寻求平衡,避免AI鸿沟,坚守金融服务大众的初心。鲍建敏倡导构建产学研深度融合、开放共赢的人工智能金融生态体系,搭建跨机构、跨领域的协同创新平台。
2025-07-01 10:13
6月30日,2025温布尔登网球锦标赛在英国伦敦拉开大幕,引发球迷关注。在草地球场,球的速度更快且弹跳不规则,比赛回合较短,发球就成为球员们的重要“武器”。红土球场并不是天然土壤,而是分层分布着碎砖粉、白色碎石灰石、碎石等。
2025-07-01 10:09
7月1日起,医保定点医药机构在销售药品时,必须按要求扫药品追溯码后方可进行医保基金结算;2026年1月1日起,所有医药机构都要实现药品追溯码全量采集上传。步,进入国家医保局微信公众号主页,点击服务、药品追溯信息查询,进入查询页面;或进入国家医保局微信公众号消息对话页,点击医保服务、药品追溯信息查询,进入查询页面。
2025-07-01 10:09
记者从国家航天局获悉,7月1日,该局发布行星探测工程天问二号探测器在轨获取的地月影像图。(国家航天局供图)  月球全色图,由天问二号探测器的窄视场导航敏感器于2025年5月30日15时拍摄,经辐射校正处理后制作而成。
2025-07-01 10:08
龙芯中科近日正式发布基于国产自主指令集龙架构研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片、工控领域及移动终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片以及相关整机和解决方案。
2025-07-01 10:06
加载更多