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破解野豬百萬年西遷的密碼(科技瞭望)

本報記者 周姝芸
2025年12月08日09:42 | 來源:人民網-《人民日報海外版》
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  研究野豬遷徙示意圖。
  受訪者供圖

  近日,中國農業科學院深圳農業基因組研究所有了新發現,農業基因編輯技術創新團隊解析了中亞野豬種群在跨越歐亞大陸百萬年的遷徙歷程中適應環境的獨特遺傳密碼。該研究為理解大型哺乳動物如何應對環境變化提供了全新視角,得到深圳市杰出人才項目、國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的支持。

  

  補全野豬的演化拼圖

  在人類文明尚未誕生的遠古時代,東南亞的熱帶雨林中生活著早期野豬。它們在茂密的林木間覓食、繁衍,卻不知自己即將成為跨越歐亞大陸、歷經百萬年演化的遷徙者。

  “我們希望把野豬這段遷徙旅程的‘拼圖’補全。”中國農業科學院深圳農業基因組研究所副研究員王子帥介紹,早期關於野豬起源與演化的研究,主要集中在東南亞與歐洲兩端。科學家已確認家豬的祖先來自東南亞,但從那裡出發的野豬如何一路向北、向西,穿越中亞高原、再到達歐洲,卻長期是演化研究中的空白地帶。

  中亞地區地處歐亞大陸腹地,是生物地理學上東西方物種交流的重要通道。但在以往的遺傳學研究中,這裡卻像一塊被忽略的拼圖,使得科學界難以准確推斷野豬遷徙的真實路徑和節奏。

  “中亞地區不僅是地理通道,也可能是遺傳分化的關鍵節點。”王子帥說,“我們基於譜系地理學分析,推測中亞野豬或許在東西方譜系分化、融合乃至適應性進化中起到樞紐作用。為驗証這一假設,我們系統性地採集了來自中亞多個地區的野豬樣本,與此前公開的東亞、歐洲數據整合分析,形成了覆蓋歐亞大陸的基因組圖譜。”

  跨越百萬年的野豬西遷

  通過對47個新測序樣本和49個高質量公開基因組數據的綜合分析,研究人員重建了野豬的演化與遷徙歷史。

  結果顯示,亞洲野豬約在360萬年前與東南亞近親物種分家。隨后,部分種群向北遷徙進入中國南部。180萬年前,另一支野豬繼續向西北遷徙,跨越荒漠與山地,抵達中亞。到90萬年前,中亞的野豬又分化出新的分支,向更遠的西方擴散,約62萬年前,它們兵分兩路,一支進入近東,另一支最終到達歐洲,成為今日歐洲野豬的祖先。

  這是一場跨越百萬年的壯闊遠征,而在這場漫長的遷徙中,野豬的基因也在悄然重塑自己。

  研究團隊在中亞野豬的基因組中發現了多處受到強烈自然選擇的關鍵基因,這些基因主要與脂肪代謝、產熱調節、皮膚色素沉積等生理功能相關。比如,研究發現了兩個控制脂肪代謝的增強子變異,參與調脂肪代謝相關基因(LPIN1)的表達,讓野豬在食物豐富的季節能快速囤積脂肪,在食物短缺的寒冬依靠這些脂肪儲備維持生命活動,不至於挨餓受凍。

  不僅如此,研究團隊還發現了另一個影響產肉量的基因(ALPK2)發生了變化。ALPK2基因與肌肉發育密切相關,該基因的適應性變異可能增強了野豬的肌肉數量,這也就能解釋為什麼野生種群有著如此強健的體格,能在復雜的山地和草原環境中靈活奔跑、覓食和躲避天敵。

  “這些基因的‘微調’,是野豬在寒冷干燥環境中生存下來的秘密。”王子帥解釋,“中亞地區晝夜溫差大、冬季漫長,紫外線強度相對較低。野豬通過在基因層面增強脂肪沉積與能量代謝能力,既能抵御低溫,也能在資源有限的條件下維持體能。同時,皮膚色素沉積的變化也在調節其對紫外線輻射的敏感度,幫助其在高海拔或少光照環境中避免損傷。”

  為家豬培育提供基因寶庫

  值得一提的是,該研究在技術路徑上也具有重要突破。在針對自然選擇信號的研究中,研究人員構建了一套多層次、多角度的綜合研究體系。“在識別出自然選擇信號的基礎上,我們通過進一步整合基因組、轉錄組和表觀修飾等多組學數據,並利用分子生物學實驗對關鍵遺傳變異的生物學功能進行了直接驗証。這一系統性的研究路徑,顯著提升了結論的可靠性。”王子帥說。

  在估算不同地域野豬種群的分離時間時,研究人員還面臨如何從現存的基因組差異中准確推斷歷史事件的難題。為此,團隊構建了多個具有競爭性的種群歷史模型。

  王子帥介紹:“這些模型基於不同的演化假設(如是否存在基因流、種群規模是否變化等),通過比對模型與真實基因組數據的擬合優度,篩選出最符合實際情況的演化場景,並據此估算出分離時間。”

  野豬百萬年的遷徙史,實則是其與環境協同演化的歷史。這一歷程塑造了其種群遺傳多樣性和強大的環境適應力。研究人員表示,此項發現不僅厘清了野豬遷徙脈絡,幫助精准解析豬類生物多樣性的成因,也為家豬新品種的培育提供了珍貴的“基因寶庫”,同時為應對將來諸如氣候變化、疫病暴發等挑戰提供演化生物學依據。

(責編:袁菡苓、高紅霞)

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