中国科研人员揭秘神奇温泉蛇：与青藏高原的形成和隆起有密切联系

《科学》杂志新闻栏目近日报道李家堂研究团队的温泉蛇系列研究成果。　中科院成都生物研究所供图

中新网成都10月13日电 (记者 贺劭清)世界上大多数蛇类生活在热带或亚热带地区，为什么神奇的温泉蛇长期生活在高海拔地区，且能够在高原隆升和冰河期的剧烈气候变化中幸存下来?记者13日从中科院成都生物研究所获悉，《科学》杂志新闻栏目近日以《Secrets of Tibet’s hot-spring snakes revealed》为题对中国科学院成都生物研究所李家堂研究团队的温泉蛇系列研究成果进行了报道。根据中国科研人员研究，温泉蛇的起源和演化与青藏高原的形成和隆起有着密切的联系。

文章提到，自2015年起，李家堂研究团队聚焦温泉蛇高原极端环境适应与演化机制相关研究，于2018年首次公布了西藏温泉蛇基因组草图，并揭示了温泉蛇属物种适应高原低氧及强紫外的遗传机制。在此基础上，中国科研人员结合行为学，比较基因组学以及膜片钳实验等技术方法，进一步揭示了温泉蛇温度感知能力的进化遗传机制。基于更新的高质量基因组，中国科研人员还开展了西藏温泉蛇和四川温泉蛇的群体基因组学研究，为其保护提供重要科学支撑。

青藏高原具有气候寒冷、氧气含量低、紫外线强烈等特点，对高原上生活的动物来说是巨大的挑战，同时也是研究动物对高海拔环境适应的天然实验室。此前已有关于人类、牦牛等恒温动物适应高原环境遗传机制的研究，但缺乏变温动物的相关研究。温泉蛇是揭开变温动物高海拔适应之谜的良好动物模型。

青藏高原温泉点和温泉蛇的分布以及行为学实验。　中科院成都生物研究所供图

温泉蛇属是中国特有珍稀保护物种，为国家一级保护动物，也是世界上分布海拔最高的蛇类类群之一，均生活于青藏高原海拔3500米至4400米的地区。世界上大多数蛇类生活在热带或亚热带地区，高原的寒冷环境通常不利于蛇类的繁衍生息。温泉蛇作为世界上分布海拔最高的蛇类类群之一，并且能够在高原隆升和冰河期的剧烈气候变化中幸存下来，意味着其必然具有特殊的温度适应策略。

中国科研人员结合野外调查和文献调研，整理了高原地热资源以及温泉蛇的分布信息，发现温泉蛇高度偏好温泉生境。通过趋热行为学实验证明，相较于另外两种低海拔蛇类，温泉蛇能够更快速地定位到高温区域，且对高温区表现出强烈的偏好，提示温泉蛇具有高效的温度感知能力。

温泉蛇的起源和演化与青藏高原的形成和隆起有着密切的联系。中国科研人员还开展了西藏温泉蛇群体基因组学研究，探究该物种的群体遗传结构、种群历史动态以及对群体分化产生作用的地理、气候以及微环境等趋动因素。

基于全基因组SNPs分析表明，西藏温泉蛇在遗传上被分为三个类群，按地理分布被定义为西部、中部和东部类群，其中西部类群与另两者遗传差异最大;尽管存在分化，但群体间广泛存在基因流。其中，中部分类群因其所处地理位置特殊性一定程度上承载了东、西部类群基因交流传递的角色;对西藏温泉蛇的种群历史动态研究则提示，气候因素、地理结构以及温泉微环境差异对促进其分化和塑造其分布格局具有重要作用。

同时，作为国家重点保护物种，中国科研人员对西藏温泉蛇遗传多样性等内容进行了分析。结果表明，西藏温泉蛇具有较低的基因组杂合度，较高的近交系数以及遗传负荷;对西藏温泉蛇的染色体结构变异分析也反映出该物种较低的多样性水平。研究成果可为西藏温泉蛇及其他高原物种保护策略的制定提供科学支撑。