行為

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《科學》雜志報道，1953年，一位登山者在攀登珠穆朗瑪峰時，在頭頂上發現了一只斑頭雁。科學家驚嘆于這種生物如何能升到距離地球9000 米的高空——飛得比其他所有動物都要高2000 米。幾十年來，斑頭雁的高空飛行一直是生物學上的一個謎。為了填補這一空白，研究者設計了一個獨特的實驗：從2010 年開始，該團隊馴養了19 只斑頭雁，從雛鳥孵化到訓練它們飛過30 碼長的風洞，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。為了從一出生就訓練這些鳥，研究者利用了幼鳥與其看到的第一個生物產生感情的事實，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，它們對研究者留下了印記，并一起度過了很長時間，以及學習在戶外和風洞里飛行。在風洞實驗中，研究者發現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合更緊密，這意味著鳥類的血液攜帶更多氧氣，同時燃燒的卡路里更少。據報道，斑頭雁還利用改變翅膀拍動的生物力學，采用了更有效的飛行策略。這些發現將為未來的高空生理學研究奠定基礎，也可能有益于人類醫學，因為心臟病發作、中風和器官移植會使患者處于低氧條件下。

（eLife 2019,8：e44986）

基因進化導致人類比猴子胖

我們經常用"瘦得跟猴似的"來形容特別瘦的人。與人類相比，猴子等靈長動物的確特別瘦。人類體脂率健康標準約為14%至31%，而野生靈長動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，研究者對人類、黑猩猩和獼猴的脂肪樣本進行比較研究，發現脂肪細胞內部DNA 打包方式的不同削弱了人體將白色"壞脂肪"轉化成棕色"好脂肪"的能力。白色脂肪負責存儲能量，棕色脂肪則負責消耗能量來發熱，棕色脂肪比例越低，人就越容易發胖。研究發現，靈長動物DNA 里有一些促進白色脂肪棕化的區域，它們在人體細胞里隱藏較深，使脂肪棕化能力受限。在細胞核里，DNA鏈纏繞在蛋白質上，折疊" 打包" 成復雜的"線團"，也就是染色質。這導致DNA 鏈大部分區域被緊密包裹，只有一小部分處于松散的"開放"狀態，能與調控蛋白質結合，從而發揮作用。研究結果顯示，在白色脂肪細胞中，大約780 個染色質區域的開放程度在黑猩猩和獼猴體內差不多高，只在人體內明顯降低，從而降低了人體脂肪棕化的能力。脂肪棕化能力下降對追求減肥的人來說是壞事，但在進化史上，這個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間里增加到原來的3 倍，加強脂肪儲存有助于滿足大腦飛速增長的能量需求，帶來生存優勢。

（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物，占據了歐亞大陸、北美、乃至北非等地。前人的研究表明狼具有復雜的系統發育和群體歷史，不僅受地理和生態環境影響存在群體結構，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象。在中國，狼不僅生活在青藏高原、東北、新疆、內蒙等地，而且在中國的南方也有分布。為了系統研究中國南方狼的系統發育地位和群體歷史，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。群體遺傳學分析發現中國南方的狼是一個單獨的群體，和中國北方、青藏高原狼有差異且關系最近。其次，研究者發現采自浙江的狼個體基因組中存在一種遺傳組分，可能來自于犬科的另一個物種，且分歧時間大于狼和亞洲豺犬。該結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 的研究方法對動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.）