□ 谷中如 詹祥江

    10月8日是2022年第二个世界候鸟日。候鸟迁徙会飞行成百上千公里，以寻找觅食和繁殖的最佳生态条件和栖息地。据估计，全球现存的一万多种鸟类，其中约20%是候鸟类。每年数十亿只候鸟在春天到来时会返回到北极进行繁殖，就像许下了一种回家的承诺。

    面对长达数千公里的迁徙之路，进行长距离迁徙的游隼，又如何更好地回家？通过对长、短距离迁徙种群基因组的对比分析，笔者所在的中国科学院动物研究所种群和进化遗传学课题组发现了一个和记忆能力相关的基因 ADCY8 ，在长距离迁徙种群中受到了正选择，迁徙距离更长的游隼携带ADCY8 优势等位基因。进一步的功能实验也证明，长、短距离迁徙种群的主要基因型存在着功能差异，从而揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础，也在一定程度上回答了游隼为什么能够“记住来时的路”。

    作为世界上飞行速度最快的动物之一，游隼的最高俯冲速度高达每小时390公里，但是究竟如何迁徙却无人知晓。

    从2008年开始，我们的课题组历时12年利用卫星追踪和基因组信息，揭开了北极游隼的迁徙秘密。这一研究成果曾以封面文章的形式在《自然》杂志上发表。

    俄罗斯北极地区极其遥远，很多地方只能通过乘船或徒步的方式进入，夏季可利用时间非常短，每年只能进入一个地区进行野外工作。为了揭开游隼的迁徙秘密，我们的课题组在北极圈的科拉半岛、科尔古耶夫岛、亚马尔半岛、泰梅尔半岛、勒拿河、科雷马河 6个地区为56只游隼成功佩戴了卫星追踪器，进行鸟类卫星追踪。

    我们的课题组发现，生活在亚欧大陆北极地区的游隼大概在每年九十月前往南方越冬，大约到了第二年四五月再返回北极进行繁殖，在亚欧大陆主要使用5条迁徙路线。在这以后，我们的课题组进一步发现游隼迁徙具有非常高的路径重复性，即同一只游隼在不同的年份几乎会沿着同一条路径返回北极地区，这暗示着游隼可能具有非常强的长期记忆能力。有趣的是，虽然这些游隼分布在北极，但是不同种群的迁徙距离却大不一样，由此发现迁徙路线成因和长距离迁徙的关键基因

    通过对35只游隼的基因组进行分析，我们的课题组发现西部的科拉和科尔古耶夫种群、东部的亚马尔和科雷马种群分别具有最近共同祖先，并且长、短距离种群的分化时间大概在末次冰盛期前后。在末次冰盛期到全新世的转换过程中，随着冰川消退而导致的繁殖地向北退缩和越冬地变迁，由此推测出可能是游隼迁徙路线形成的主要历史原因。

    对于当前的迁徙路线而言，我们的课题组发现不同路线之间的环境异质性很强，环境巨变区域与迁徙路线边界高度吻合，并且路线之间的差异与基于选择性位点的遗传距离之间的相关程度明显大于中性遗传距离，这说明环境的差异以及本地适应在维持当前迁徙路线中可能发挥着重要作用。

    （第一作者系中国科学院动物研究所动物生态与保护生物学重点实验室博士后，第二作者系中国科学院动物研究所动物生态与保护生物学重点实验室研究员）