中国科学院动物研究所研究员屈延华团队揭示种间基因流是增强物种气候适应能力的重要进化机制。相关研究近日发表于《自然-气候变化》。
在气候条件迅速变化的压力下，渐渗杂交，即不同物种通过基因交流获得新的适应性基因，可能成为一种快速且有效的适应途径，尤其对于分布范围狭窄、受地形阻隔的山地物种而言更为关键。
该研究以三种近缘山地鸟类——淡眉雀鹛、灰眶雀鹛和云南雀鹛为研究对象，整合群体遗传学与生态基因组学方法，探讨渐渗杂交如何帮助山地鸟类应对未来气候变化。这三种雀鹛分布于中国东南丘陵、云贵高原及横断山脉地区，自东向西海拔逐渐升高，气温与降水递减，形成显著的环境梯度。此外，之前研究也表明三者之间存在基因流。
研究发现，三种雀鹛大约在22万年前开始分化，约4.7万前邻域分布的物种之间开始出现基因流并延续至今。在接触区，杂交个体的遗传组成呈现不均匀混合。借助机器学习方法，研究团队更精细地识别出渐渗片段及其渗入方向。其中，灰眶雀鹛与淡眉雀鹛之间基因流水平较高，基因上有更多的渗入片段。
在物种分化过程中，三者逐渐占据不同的气候生态位：东部的淡眉雀鹛偏好炎热湿润环境，西部的云南雀鹛适应凉爽干燥条件，中部的灰眶雀鹛则介于两者之间。未来，这三种雀鹛将面临严峻的气候变化挑战，预计将丧失约44%至69%的适宜栖息地。通过环境关联分析，研究团队发现约28.5%的气候适应性位点通过渐渗杂交扩散至其他物种基因组中，并显示出显著的选择信号。
随着气候趋于炎热湿润，这些适应性渐渗位点的基因频率预计将整体上升，有助于物种缓解环境压力。基因组偏移量分析进一步显示，杂交区群体仅需较少的遗传改变即可应对气候变化，表现出较低的气候脆弱性。随后，研究团队利用SLiM模拟验证了维持基因流的重要性：在持续基因流条件下，更多适应性位点得以在物种间扩散，种群适合度约在25代后开始恢复；而若无基因流，适合度的恢复极为困难。此外，三种雀鹛的景观连通性主要受地形影响，杂交区域连通性更高，且预计未来将保持稳定。
遗传分化和种间渐渗
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41558-025-02485-w
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