斑頭雁如何飛越珠穆朗瑪峰

斑頭雁每年從印度遷徙到蒙古，飛過喜馬拉雅山脈的最高峰。據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道，1953年，一位登山者在攀登珠穆朗瑪峰時(shí)，在頭頂上發(fā)現(xiàn)了一只斑頭雁?？茖W(xué)家驚嘆于這種生物如何能升到距離地球9000 米的高空——飛得比其他所有動(dòng)物都要高2000 米。幾十年來，斑頭雁的高空飛行一直是生物學(xué)上的一個(gè)謎。為了填補(bǔ)這一空白，研究者設(shè)計(jì)了一個(gè)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)：從2010 年開始，該團(tuán)隊(duì)馴養(yǎng)了19 只斑頭雁，從雛鳥孵化到訓(xùn)練它們飛過30 碼長的風(fēng)洞，其間研究者給它們佩戴了生理傳感器和氧氣面罩。面罩模擬了低、中、高海拔的空氣條件，傳感器記錄了斑頭雁的心率、血氧水平、體溫和代謝率。為了從一出生就訓(xùn)練這些鳥，研究者利用了幼鳥與其看到的第一個(gè)生物產(chǎn)生感情的事實(shí)，這被稱為"印記"。其中有12 只斑頭雁的卵是從美國北卡羅來納州森林高地鳥類公園收集來的，它們對(duì)研究者留下了印記，并一起度過了很長時(shí)間，以及學(xué)習(xí)在戶外和風(fēng)洞里飛行。在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)成年斑頭雁在低氧條件下減慢了新陳代謝和心率，并以某種方式冷卻了血液。在較冷的條件下，血紅蛋白與氧氣的結(jié)合更緊密，這意味著鳥類的血液攜帶更多氧氣，同時(shí)燃燒的卡路里更少。據(jù)報(bào)道，斑頭雁還利用改變翅膀拍動(dòng)的生物力學(xué)，采用了更有效的飛行策略。這些發(fā)現(xiàn)將為未來的高空生理學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，也可能有益于人類醫(yī)學(xué)，因?yàn)樾呐K病發(fā)作、中風(fēng)和器官移植會(huì)使患者處于低氧條件下。

（eLife 2019,8：e44986）

基因進(jìn)化導(dǎo)致人類比猴子胖

我們經(jīng)常用"瘦得跟猴似的"來形容特別瘦的人。與人類相比，猴子等靈長動(dòng)物的確特別瘦。人類體脂率健康標(biāo)準(zhǔn)約為14%至31%，而野生靈長動(dòng)物的體脂率含量通常在9%以下，因此即使是有明顯八塊腹肌的型男，與猴子相比也是"胖子"。近期，研究者對(duì)人類、黑猩猩和獼猴的脂肪樣本進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞內(nèi)部DNA 打包方式的不同削弱了人體將白色"壞脂肪"轉(zhuǎn)化成棕色"好脂肪"的能力。白色脂肪負(fù)責(zé)存儲(chǔ)能量，棕色脂肪則負(fù)責(zé)消耗能量來發(fā)熱，棕色脂肪比例越低，人就越容易發(fā)胖。研究發(fā)現(xiàn)，靈長動(dòng)物DNA 里有一些促進(jìn)白色脂肪棕化的區(qū)域，它們?cè)谌梭w細(xì)胞里隱藏較深，使脂肪棕化能力受限。在細(xì)胞核里，DNA鏈纏繞在蛋白質(zhì)上，折疊" 打包" 成復(fù)雜的"線團(tuán)"，也就是染色質(zhì)。這導(dǎo)致DNA 鏈大部分區(qū)域被緊密包裹，只有一小部分處于松散的"開放"狀態(tài)，能與調(diào)控蛋白質(zhì)結(jié)合，從而發(fā)揮作用。研究結(jié)果顯示，在白色脂肪細(xì)胞中，大約780 個(gè)染色質(zhì)區(qū)域的開放程度在黑猩猩和獼猴體內(nèi)差不多高，只在人體內(nèi)明顯降低，從而降低了人體脂肪棕化的能力。脂肪棕化能力下降對(duì)追求減肥的人來說是壞事，但在進(jìn)化史上，這個(gè)變化可能有著重要意義。與黑猩猩" 分家"之后，人類祖先腦容量在幾百萬年的時(shí)間里增加到原來的3 倍，加強(qiáng)脂肪儲(chǔ)存有助于滿足大腦飛速增長的能量需求，帶來生存優(yōu)勢。

（Genome Biology and Evolution 2019,11：1997-2008）

中國南方存在狼的地方性群體

狼是家犬的野生祖先，是廣泛分布的陸生哺乳動(dòng)物，占據(jù)了歐亞大陸、北美、乃至北非等地。前人的研究表明狼具有復(fù)雜的系統(tǒng)發(fā)育和群體歷史，不僅受地理和生態(tài)環(huán)境影響存在群體結(jié)構(gòu)，而且和家犬、郊狼、乃至豺存在明顯的、長期的基因交流和群體混合現(xiàn)象。在中國，狼不僅生活在青藏高原、東北、新疆、內(nèi)蒙等地，而且在中國的南方也有分布。為了系統(tǒng)研究中國南方狼的系統(tǒng)發(fā)育地位和群體歷史，研究者首先取得了浙江、江西、貴州等中國南方的狼皮張樣本，以及來自黑龍江和吉林的皮張樣本。隨后，提取了皮張樣本的DNA 并全基因組測序。群體遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn)中國南方的狼是一個(gè)單獨(dú)的群體，和中國北方、青藏高原狼有差異且關(guān)系最近。其次，研究者發(fā)現(xiàn)采自浙江的狼個(gè)體基因組中存在一種遺傳組分，可能來自于犬科的另一個(gè)物種，且分歧時(shí)間大于狼和亞洲豺犬。該結(jié)果亦揭示犬科物種間的基因交流在物種形成過程中扮演了重要的作用，也提示古DNA 的研究方法對(duì)動(dòng)物博物館館藏樣本有顯著的研究意義。

（iScience 2019,doi：https：//doi.org/10.1016/j.isci.2019.09.008.）