《科學(xué)》雜志新聞欄目近日報道李家堂研究團隊的溫泉蛇系列研究成果。中科院成都生物研究所供圖

　　世界上大多數(shù)蛇類生活在熱帶或亞熱帶地區(qū)，為什么神奇的溫泉蛇長期生活在高海拔地區(qū)，且能夠在高原隆升和冰河期的劇烈氣候變化中幸存下來？記者13日從中科院成都生物研究所獲悉，《科學(xué)》雜志新聞欄目近日以《Secrets of Tibet’s hot-spring snakes revealed》為題對中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂研究團隊的溫泉蛇系列研究成果進行了報道。根據(jù)中國科研人員研究，溫泉蛇的起源和演化與青藏高原的形成和隆起有著密切的聯(lián)系。

　　文章提到，自2015年起，李家堂研究團隊聚焦溫泉蛇高原極端環(huán)境適應(yīng)與演化機制相關(guān)研究，于2018年首次公布了西藏溫泉蛇基因組草圖，并揭示了溫泉蛇屬物種適應(yīng)高原低氧及強紫外的遺傳機制。在此基礎(chǔ)上，中國科研人員結(jié)合行為學(xué)，比較基因組學(xué)以及膜片鉗實驗等技術(shù)方法，進一步揭示了溫泉蛇溫度感知能力的進化遺傳機制。基于更新的高質(zhì)量基因組，中國科研人員還開展了西藏溫泉蛇和四川溫泉蛇的群體基因組學(xué)研究，為其保護提供重要科學(xué)支撐。

　　青藏高原具有氣候寒冷、氧氣含量低、紫外線強烈等特點，對高原上生活的動物來說是巨大的挑戰(zhàn)，同時也是研究動物對高海拔環(huán)境適應(yīng)的天然實驗室。此前已有關(guān)于人類、牦牛等恒溫動物適應(yīng)高原環(huán)境遺傳機制的研究，但缺乏變溫動物的相關(guān)研究。溫泉蛇是揭開變溫動物高海拔適應(yīng)之謎的良好動物模型。

青藏高原溫泉點和溫泉蛇的分布以及行為學(xué)實驗。中科院成都生物研究所供圖

　　溫泉蛇屬是中國特有珍稀保護物種，為國家一級保護動物，也是世界上分布海拔最高的蛇類類群之一，均生活于青藏高原海拔3500米至4400米的地區(qū)。世界上大多數(shù)蛇類生活在熱帶或亞熱帶地區(qū)，高原的寒冷環(huán)境通常不利于蛇類的繁衍生息。溫泉蛇作為世界上分布海拔最高的蛇類類群之一，并且能夠在高原隆升和冰河期的劇烈氣候變化中幸存下來，意味著其必然具有特殊的溫度適應(yīng)策略。

　　中國科研人員結(jié)合野外調(diào)查和文獻調(diào)研，整理了高原地?zé)豳Y源以及溫泉蛇的分布信息，發(fā)現(xiàn)溫泉蛇高度偏好溫泉生境。通過趨熱行為學(xué)實驗證明，相較于另外兩種低海拔蛇類，溫泉蛇能夠更快速地定位到高溫區(qū)域，且對高溫區(qū)表現(xiàn)出強烈的偏好，提示溫泉蛇具有高效的溫度感知能力。

　　溫泉蛇的起源和演化與青藏高原的形成和隆起有著密切的聯(lián)系。中國科研人員還開展了西藏溫泉蛇群體基因組學(xué)研究，探究該物種的群體遺傳結(jié)構(gòu)、種群歷史動態(tài)以及對群體分化產(chǎn)生作用的地理、氣候以及微環(huán)境等趨動因素。

　　基于全基因組SNPs分析表明，西藏溫泉蛇在遺傳上被分為三個類群，按地理分布被定義為西部、中部和東部類群，其中西部類群與另兩者遺傳差異最大；盡管存在分化，但群體間廣泛存在基因流。其中，中部分類群因其所處地理位置特殊性一定程度上承載了東、西部類群基因交流傳遞的角色；對西藏溫泉蛇的種群歷史動態(tài)研究則提示，氣候因素、地理結(jié)構(gòu)以及溫泉微環(huán)境差異對促進其分化和塑造其分布格局具有重要作用。

　　同時，作為國家重點保護物種，中國科研人員對西藏溫泉蛇遺傳多樣性等內(nèi)容進行了分析。結(jié)果表明，西藏溫泉蛇具有較低的基因組雜合度，較高的近交系數(shù)以及遺傳負荷；對西藏溫泉蛇的染色體結(jié)構(gòu)變異分析也反映出該物種較低的多樣性水平。研究成果可為西藏溫泉蛇及其他高原物種保護策略的制定提供科學(xué)支撐。