1、揭秘鸟类迁徙路线形成原因和长距离迁徙关键基因

我们通过卫星追踪发现北极游隼在亚欧大陆主要使用5条迁徙路线，在种群和个体水平上具有非常高的迁徙连接度和重复性；时空动态分析表明在末次冰盛期到全新世的转变过程中，繁殖地向北退缩及越冬地变迁可能是迁徙路线形成的主要历史原因；对长、短迁徙种群基因组进行分析，发现了一个与长时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，实验证明长、短迁徙种群主要基因型存在功能差异，揭示长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础；模拟预测未来持续的全球变暖，可能会给亚欧大陆西部的北极游隼造成两方面影响：迁徙策略改变和种群数量下降。

图1.北极游隼迁徙系统

图2. 北极游隼迁徙路线变迁和长距离迁徙遗传基础

2、揭示不同鸟类（鸵鸟、鸡等）飞行能力退化的共同遗传基础及其演变过程

我们的研究发现了两个在飞行退化鸟种中发生趋同进化的位点，该两个位点导致了两个氨基酸的非同义突变ATGL^Ser321Gly和ACOT7^Ala197Val。功能实验表明，Ser321Gly显著降低了ATGL的脂质水解能力，而Ala197Val显著提高了ACOT7的脂酰辅酶A水解活性。数学模拟进一步表明，飞行中退化鸟种的主要能量来源从脂类转换为碳水化合物。因此，我们的研究结果表明，生理趋同而非结构趋同在飞行能力退化过程中起着重要作用。

图1. 确定飞行退化鸟种中的趋同进化位点

图2. ATGL^AGT321GGT替换的功能性验证

图3. ATGL³²¹和ACOT7¹⁹⁷的祖先位点重建