中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員屈延華團(tuán)隊(duì)揭示種間基因流是增強(qiáng)物種氣候適應(yīng)能力的重要進(jìn)化機(jī)制。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然-氣候變化》。
在氣候條件迅速變化的壓力下，漸滲雜交，即不同物種通過基因交流獲得新的適應(yīng)性基因，可能成為一種快速且有效的適應(yīng)途徑，尤其對(duì)于分布范圍狹窄、受地形阻隔的山地物種而言更為關(guān)鍵。
該研究以三種近緣山地鳥類——淡眉雀鹛、灰眶雀鹛和云南雀鹛為研究對(duì)象，整合群體遺傳學(xué)與生態(tài)基因組學(xué)方法，探討漸滲雜交如何幫助山地鳥類應(yīng)對(duì)未來(lái)氣候變化。這三種雀鹛分布于中國(guó)東南丘陵、云貴高原及橫斷山脈地區(qū)，自東向西海拔逐漸升高，氣溫與降水遞減，形成顯著的環(huán)境梯度。此外，之前研究也表明三者之間存在基因流。
研究發(fā)現(xiàn)，三種雀鹛大約在22萬(wàn)年前開始分化，約4.7萬(wàn)前鄰域分布的物種之間開始出現(xiàn)基因流并延續(xù)至今。在接觸區(qū)，雜交個(gè)體的遺傳組成呈現(xiàn)不均勻混合。借助機(jī)器學(xué)習(xí)方法，研究團(tuán)隊(duì)更精細(xì)地識(shí)別出漸滲片段及其滲入方向。其中，灰眶雀鹛與淡眉雀鹛之間基因流水平較高，基因上有更多的滲入片段。
在物種分化過程中，三者逐漸占據(jù)不同的氣候生態(tài)位：東部的淡眉雀鹛偏好炎熱濕潤(rùn)環(huán)境，西部的云南雀鹛適應(yīng)涼爽干燥條件，中部的灰眶雀鹛則介于兩者之間。未來(lái)，這三種雀鹛將面臨嚴(yán)峻的氣候變化挑戰(zhàn)，預(yù)計(jì)將喪失約44%至69%的適宜棲息地。通過環(huán)境關(guān)聯(lián)分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)約28.5%的氣候適應(yīng)性位點(diǎn)通過漸滲雜交擴(kuò)散至其他物種基因組中，并顯示出顯著的選擇信號(hào)。
隨著氣候趨于炎熱濕潤(rùn)，這些適應(yīng)性漸滲位點(diǎn)的基因頻率預(yù)計(jì)將整體上升，有助于物種緩解環(huán)境壓力。基因組偏移量分析進(jìn)一步顯示，雜交區(qū)群體僅需較少的遺傳改變即可應(yīng)對(duì)氣候變化，表現(xiàn)出較低的氣候脆弱性。隨后，研究團(tuán)隊(duì)利用SLiM模擬驗(yàn)證了維持基因流的重要性：在持續(xù)基因流條件下，更多適應(yīng)性位點(diǎn)得以在物種間擴(kuò)散，種群適合度約在25代后開始恢復(fù)；而若無(wú)基因流，適合度的恢復(fù)極為困難。此外，三種雀鹛的景觀連通性主要受地形影響，雜交區(qū)域連通性更高，且預(yù)計(jì)未來(lái)將保持穩(wěn)定。
遺傳分化和種間漸滲
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41558-025-02485-w
本文鏈接：基因漸滲增強(qiáng)山地鳥類對(duì)氣候變化的適應(yīng)性http://www.sq15.cn/show-11-28805-0.html
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