我国学者在鸟类迁徙研究领域取得重要突破

　　

　　在国家自然科学基金项目（批准号：31821001、31930013、31911530186、91740201）等资助下，中国科学院动物研究所詹祥江课题组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，揭开其迁徙的秘密（见图1）。研究成果以“气候驱动下的迁徙路线变迁和基于记忆的长距离迁徙（Climate-driven flyway changes and memory-based long-distance migration）”为题，于2021年3月3日在《自然》（Nature）杂志在线发表（封面文章，见图2）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03265-0。

　　鸟类的迁徙是最令人着迷的自然现象之一。研究人员历时六年，在亚欧大陆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（Falco peregrinus）佩戴了卫星追踪器，发现这些北极游隼主要使用5条迁徙路线，具有高度的迁徙连通性。而且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。在末次冰盛期到全新世的转换过程中，因冰川消退引起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。进一步发现当前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，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，说明环境的差异以及本地适应在维持当前迁徙路线中发挥着重要作用。

　　更为有趣的是，研究人员发现了一个和记忆能力相关的基因ADCY8在长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。研究人员最后预测在未来全球变暖日益严重的情境下，亚欧大陆西部北极游隼可能会面临两方面的威胁：迁徙策略改变和主要繁殖地退缩。

　　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多个维度，阐明了北极鸟类迁徙路线过去形成历史、当前维持机制以及未来变化趋势，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回答重大科学问题中的关键作用。

图1 北极游隼迁徙系统

 

图2  Nature期刊封面