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「麻雀」为了留在地球第三极， 它们对身体进行了“大改造”( 二 )


研究人员发现 ， 海拔高、低麻雀全基因组上一系列和高原适应性性状相关的基因（如肌肉发育相关的基因）相对于基因组背景有着较高的遗传分化 。而所谓的遗传分化 ， 就是指母代的同一个特征 ， 遗传到子代不同个体时出现了不同的表现 ， 就像双眼皮的母亲 ， 其后代也可能出现单眼皮一样 。在两种树麻雀的对比试验中 ， 研究人员发现了多个和表型性状密切相关的基因位点同时出现变化 ， 这种被称为“多基因效应”的作用机制 ， 能够帮助驱动高原树麻雀肌肉等表型性状的快速改变 。
研究团队综合各项研究结果后发现 ， 与具有长期适应进化历史的鸟类相比 ， 树麻雀性状的改变可能更多地处于一种“亚健康状态” ， 即一种多基因效应与生理可塑性改变的交汇状态 。
李来兴解释说：“树麻雀的这种生理变化并非基因突变 。随着环境变化 ， 动物自身的调节机制会不断地适应新环境带来的影响 ， 但这不一定是其遗传结构发生了变化 。”
低海拔麻雀进藏面临哪些挑战
试想 ， 一只来自“北上广”地区的树麻雀扑扇着小翅膀 ， 来到青藏高原“旅游” ， 会出现什么样的结果？“低海拔地区的树麻雀来到青藏高原后 ， 首先 ， 和人类一样 ， 也会有类似的高原反应 ， 表现为3天之内心跳频率很快 。第二个变化出现在3天以后 ， 麻雀身体内的血红细胞密度全面提高了 ， 几乎达到它的生理极限来适应低氧高海拔环境 。如果树麻雀想要在青藏高原定居 ， 还需要机体上的进一步调整 ， 如强化心肌、飞行肌等 。日积月累 ， 这种效应就会在遗传结构上得以巩固 。这就是我们今天看到的树麻雀成功扩散到青藏高原的艰难进化历程 。”李来兴如是说 。
此外 ， 高原紫外线强烈 ， 广阔草地缺少林木遮挡；草地景观色调单一 ， 艳丽的体色易被天敌发现……由此 ， 树麻雀在适应进化过程中 ， 羽毛的颜色逐渐由棕、黑色变得接近浅黄褐色 。
李来兴还介绍 ， 在低海拔地区生活的树麻雀来到高海拔地区 ， 还将面临天敌、诸多病原体等来自生物环境的威胁 。尤其动物与病原体之间的斗争 ， 已经不再是单纯的“你死我活” ， 而是生物物种之间充满智慧的博弈 ， 最后达成的是动物与病原体之间的协同进化 。
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高原“原住民”的生存技巧
青藏高原海拔高、地形地貌复杂 ， 具有世界上中低纬地区范围最广、面积最大的多年冻土区 。独特的地理环境造就了青藏高原夏天凉爽多雨、冬天寒冷干燥、紫外线辐射强、空气湿度低等自然环境特点 。
据不完全统计 ， 生长在青藏高原的动物中 ， 陆栖脊椎动物有1047种 ， 其中特有种106种 ， 在这些陆栖脊椎动物中 ， 哺乳纲有28科206种 ， 占全国范围内总种数的41.3%；鸟纲有63科678种 ， 占全国总种数的54.5% 。
李来兴表示 ， 动物为了能够适应青藏高原低氧高海拔的环境 ， 身体各项适应机制都在充分发挥作用 。
研究人员发现 ， 作为青藏高原特有的物种 ， 藏羚羊的心脏重量高达214.7克 ， 心脏的心肌收缩力强、心肌细胞线粒体含量增加等特点都有利于心脏血液的快速循环供氧；高原特有物种牦牛的肺出现了肺脏重量大、肺泡数多、肺部组织中的毛细血管网很发达的特点 ， 这都有助于提高它们在缺氧条件下的气体交换机能；生活在山地森林中的鸟类也发生了心肺质量增加等适应性的生理和形态改变 ， 以便获得足够的氧气 。本报采访人员 张 蕴


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