行为

斑头雁如何飞越珠穆朗玛峰

斑头雁每年从印度迁徙到蒙古，飞过喜马拉雅山脉的最高峰。据《科学》杂志报道，1953年，一位登山者在攀登珠穆朗玛峰时，在头顶上发现了一只斑头雁。科学家惊叹于这种生物如何能升到距离地球9000 米的高空——飞得比其他所有动物都要高2000 米。几十年来，斑头雁的高空飞行一直是生物学上的一个谜。为了填补这一空白，研究者设计了一个独特的实验：从2010 年开始，该团队驯养了19 只斑头雁，从雏鸟孵化到训练它们飞过30 码长的风洞，其间研究者给它们佩戴了生理传感器和氧气面罩。面罩模拟了低、中、高海拔的空气条件，传感器记录了斑头雁的心率、血氧水平、体温和代谢率。为了从一出生就训练这些鸟，研究者利用了幼鸟与其看到的第一个生物产生感情的事实，这被称为"印记"。其中有12 只斑头雁的卵是从美国北卡罗来纳州森林高地鸟类公园收集来的，它们对研究者留下了印记，并一起度过了很长时间，以及学习在户外和风洞里飞行。在风洞实验中，研究者发现成年斑头雁在低氧条件下减慢了新陈代谢和心率，并以某种方式冷却了血液。在较冷的条件下，血红蛋白与氧气的结合更紧密，这意味着鸟类的血液携带更多氧气，同时燃烧的卡路里更少。据报道，斑头雁还利用改变翅膀拍动的生物力学，采用了更有效的飞行策略。这些发现将为未来的高空生理学研究奠定基础，也可能有益于人类医学，因为心脏病发作、中风和器官移植会使患者处于低氧条件下。

（eLife 2019,8：e44986）

基因进化导致人类比猴子胖

我们经常用"瘦得跟猴似的"来形容特别瘦的人。与人类相比，猴子等灵长动物的确特别瘦。人类体脂率健康标准约为14%至31%，而野生灵长动物的体脂率含量通常在9%以下，因此即使是有明显八块腹肌的型男，与猴子相比也是"胖子"。近期，研究者对人类、黑猩猩和猕猴的脂肪样本进行比较研究，发现脂肪细胞内部DNA 打包方式的不同削弱了人体将白色"坏脂肪"转化成棕色"好脂肪"的能力。白色脂肪负责存储能量，棕色脂肪则负责消耗能量来发热，棕色脂肪比例越低，人就越容易发胖。研究发现，灵长动物DNA 里有一些促进白色脂肪棕化的区域，它们在人体细胞里隐藏较深，使脂肪棕化能力受限。在细胞核里，DNA链缠绕在蛋白质上，折叠" 打包" 成复杂的"线团"，也就是染色质。这导致DNA 链大部分区域被紧密包裹，只有一小部分处于松散的"开放"状态，能与调控蛋白质结合，从而发挥作用。研究结果显示，在白色脂肪细胞中，大约780 个染色质区域的开放程度在黑猩猩和猕猴体内差不多高，只在人体内明显降低，从而降低了人体脂肪棕化的能力。脂肪棕化能力下降对追求减肥的人来说是坏事，但在进化史上，这个变化可能有着重要意义。与黑猩猩" 分家"之后，人类祖先脑容量在几百万年的时间里增加到原来的3 倍，加强脂肪储存有助于满足大脑飞速增长的能量需求，带来生存优势。

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

中国南方存在狼的地方性群体

狼是家犬的野生祖先，是广泛分布的陆生哺乳动物，占据了欧亚大陆、北美、乃至北非等地。前人的研究表明狼具有复杂的系统发育和群体历史，不仅受地理和生态环境影响存在群体结构，而且和家犬、郊狼、乃至豺存在明显的、长期的基因交流和群体混合现象。在中国，狼不仅生活在青藏高原、东北、新疆、内蒙等地，而且在中国的南方也有分布。为了系统研究中国南方狼的系统发育地位和群体历史，研究者首先取得了浙江、江西、贵州等中国南方的狼皮张样本，以及来自黑龙江和吉林的皮张样本。随后，提取了皮张样本的DNA 并全基因组测序。群体遗传学分析发现中国南方的狼是一个单独的群体，和中国北方、青藏高原狼有差异且关系最近。其次，研究者发现采自浙江的狼个体基因组中存在一种遗传组分，可能来自于犬科的另一个物种，且分歧时间大于狼和亚洲豺犬。该结果亦揭示犬科物种间的基因交流在物种形成过程中扮演了重要的作用，也提示古DNA 的研究方法对动物博物馆馆藏样本有显著的研究意义。

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