在青藏高原，藏羚羊以矯健的身姿穿越萬年風(fēng)雪，它們是高原旗艦物種，也是地球上最神秘的長距離遷徙有蹄類動(dòng)物之一。這一頑強(qiáng)物種曾在冰期嚴(yán)寒中掙扎求生，也曾因人類盜獵瀕臨滅絕，在數(shù)萬年時(shí)光里反復(fù)經(jīng)歷種群崩潰與重生。

近日，一項(xiàng)發(fā)表于《中國科學(xué)：生命科學(xué)》的研究，首次發(fā)布藏羚羊大規(guī)模種群基因組數(shù)據(jù)，以高精度基因測(cè)序與群體歷史模擬，揭開了這一珍稀物種在氣候變化與人類活動(dòng)雙重影響下，數(shù)萬年“崩潰-恢復(fù)”交替循環(huán)的演化密碼。

“從冰期掙扎到人類庇護(hù)，從瀕臨滅絕到種群復(fù)蘇，藏羚羊的萬年生死輪回，既是生命頑強(qiáng)的見證，也是人與自然關(guān)系的縮影。”論文通訊作者、陜西省動(dòng)物研究所研究員吳曉民告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這項(xiàng)基因組研究不僅揭示了藏羚羊的演化歷史，也為今后青藏高原的生態(tài)保護(hù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

顛覆性發(fā)現(xiàn)：藏羚羊?qū)儆趩我贿z傳種群

青藏高原作為全球氣候變化的敏感區(qū)與生物演化的天然實(shí)驗(yàn)室，晚更新世以來的冰期-間冰期旋回，以冰蓋擴(kuò)張、氣溫劇變深刻塑造了高原物種的演化軌跡。進(jìn)入人類世后，人類活動(dòng)強(qiáng)度空前提升，氣候波動(dòng)與人為干擾疊加，讓廣布型、長距離遷徙的野生動(dòng)物面臨更嚴(yán)峻的生存挑戰(zhàn)。

藏羚羊曾廣泛分布于高原全境，其漫長的演化史與復(fù)雜的種群波動(dòng)，始終是全球動(dòng)物保護(hù)與演化生物學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。長期以來，學(xué)術(shù)界對(duì)氣候變化與人類活動(dòng)共同驅(qū)動(dòng)藏羚羊種群興衰，缺乏直接、系統(tǒng)的基因組證據(jù)，諸多關(guān)鍵歷史節(jié)點(diǎn)模糊不清。

“過去我們靠腳印、望遠(yuǎn)鏡、紅外相機(jī)，看它們‘過得怎么樣’。但要回答它們‘從哪里來、經(jīng)歷過什么’，必須靠基因組?！眳菚悦裾f。

此次，吳曉民團(tuán)隊(duì)與云南大學(xué)研究員于黎團(tuán)隊(duì)合作開展研究，跨越西藏、青海、新疆三大藏羚羊核心分布區(qū)，首次獲取覆蓋三大地理種群、85個(gè)個(gè)體的全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)。這是全球迄今規(guī)模最大、覆蓋最完整的藏羚羊基因組數(shù)據(jù)集?；诟呔然蚪M數(shù)據(jù)。團(tuán)隊(duì)開展了系統(tǒng)的種群遺傳結(jié)構(gòu)與演化動(dòng)態(tài)分析，獲得了顛覆性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)——基因組證據(jù)明確顯示，青藏高原所有藏羚羊?qū)儆趩我贿z傳種群，不同地理種群間存在極強(qiáng)的基因交流，不存在顯著遺傳分化。

“這一結(jié)論完美印證了藏羚羊標(biāo)志性的季節(jié)性遷徙繁殖行為。每年夏季，雌性藏羚羊跨越數(shù)百公里前往固定產(chǎn)崽地，部分母羊與幼崽不會(huì)返回原越冬地，而是在新棲息地定居。這種獨(dú)特的生存策略，讓藏羚羊種群始終保持高效、持續(xù)的基因交流，避免了遺傳隔離，為種群恢復(fù)保留了核心活力?！标兾魇?dòng)物研究所研究員張洪峰說。

這一發(fā)現(xiàn)直接指明，藏羚羊必須作為統(tǒng)一保護(hù)單元實(shí)施全域協(xié)同保護(hù)，碎片化管理將嚴(yán)重威脅其長期生存。

更令人震撼的是，研究團(tuán)隊(duì)通過群體歷史模擬，精準(zhǔn)還原了藏羚羊數(shù)萬年的種群興衰曲線，證實(shí)藏羚羊在演化歷程中，至少經(jīng)歷了5次由氣候與人類活動(dòng)主導(dǎo)的大崩潰與大恢復(fù)，書寫了一部驚心動(dòng)魄的生命史詩。

生態(tài)位模擬鎖定藏羚羊“庇護(hù)所”

吳曉民介紹，在遠(yuǎn)古時(shí)期，藏羚羊的命運(yùn)由氣候主宰。末次冰期的嚴(yán)寒讓藏羚羊種群大幅下降，末次盛冰期更是遭遇嚴(yán)重種群瓶頸，險(xiǎn)些消失在冰河之中。冰期結(jié)束后，隨著氣候回暖，藏羚羊種群逐步恢復(fù)，在高原重新繁衍壯大。

進(jìn)入人類世，人類活動(dòng)成為主導(dǎo)藏羚羊命運(yùn)的核心力量。約6000年前至4000年前的新石器時(shí)期，史前人類過度狩獵，讓藏羚羊種群遭遇第一次人為導(dǎo)致的急劇縮減；約2400年前，高原先民從狩獵經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向農(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)，藏羚羊面對(duì)的捕獵壓力大幅降低，其種群迎來復(fù)蘇擴(kuò)張；15世紀(jì)初，藏傳佛教文化在青藏高原廣泛傳播，抑制了對(duì)野生動(dòng)物的濫捕濫殺，藏羚羊種群再次迎來擴(kuò)張期。

近代以來，藏羚羊的命運(yùn)跌宕起伏。20世紀(jì)50至90年代，受非法盜獵影響，藏羚羊遭遇最劇烈的種群崩潰，數(shù)量跌至歷史谷底；2000年以后，我國全面加強(qiáng)執(zhí)法保護(hù)、建立自然保護(hù)區(qū)、打擊盜獵產(chǎn)業(yè)鏈，藏羚羊迎來歷史性恢復(fù)，種群數(shù)量持續(xù)回升，從瀕危邊緣被拉回安全地帶，成為全球生物多樣性保護(hù)的典范。

研究團(tuán)隊(duì)還通過生態(tài)位模擬，鎖定了藏羚羊的生命庇護(hù)所——青藏高原北部的可可西里、羌塘高原等區(qū)域。在數(shù)萬年氣候波動(dòng)與人類活動(dòng)干擾中，這些地方始終保持生態(tài)穩(wěn)定，是藏羚羊長期、穩(wěn)定的核心避難所，也是未來保護(hù)的關(guān)鍵區(qū)域。

這項(xiàng)研究，首次厘清了氣候變化與人類活動(dòng)對(duì)藏羚羊種群動(dòng)態(tài)的交互作用，用基因組數(shù)據(jù)實(shí)證了人類活動(dòng)從史前到現(xiàn)代對(duì)珍稀野生動(dòng)物的深遠(yuǎn)影響?！八粌H為藏羚羊精細(xì)化保護(hù)提供了科學(xué)指南，更為青藏高原其他特有物種的保護(hù)、瀕危野生動(dòng)物演化歷史解析，提供了可復(fù)制、可推廣的研究范式?！眳菚悦癖硎?。

研究同時(shí)證明，高密度群體基因組數(shù)據(jù)與群體歷史模擬相結(jié)合，能夠精準(zhǔn)捕捉到數(shù)十年尺度的近期種群波動(dòng)，為瀕危物種保護(hù)提供了全新技術(shù)路徑。

無人區(qū)艱難采集樣本

作為一名長期扎根青藏高原的野生動(dòng)物研究者，吳曉民與藏羚羊打交道已逾二十年。從早期的人工野外追蹤到后來的衛(wèi)星定位監(jiān)測(cè)，再到如今的基因組解碼，他見證了這一物種從瀕危邊緣逐步回歸的過程，也親歷了研究手段從“看得到”到“讀得懂”的飛躍。

吳曉民回憶，基因組的研究已持續(xù)十余年，團(tuán)隊(duì)長期在青藏高原腹地開展野外工作，克服了高原反應(yīng)頻發(fā)、樣本獲取困難、種群識(shí)別難度大、監(jiān)測(cè)手段有限等一系列現(xiàn)實(shí)難題。

近年來，他們聯(lián)合國內(nèi)其他團(tuán)隊(duì)，啟動(dòng)了藏羚羊的基因組學(xué)研究?！皻v經(jīng)3年系統(tǒng)采樣與樣本篩選，最終完成了85個(gè)有效樣本的測(cè)序分析。”吳曉民向《中國科學(xué)報(bào)》介紹，所有樣本均采集自自然死亡的藏羚羊個(gè)體，且科研活動(dòng)多在高原無人區(qū)進(jìn)行，極端氣候與艱苦環(huán)境貫穿始終，增加了工作的復(fù)雜性與難度。

令吳曉民印象深刻的是2020年的一次經(jīng)歷。當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)正在西藏那曲市尼瑪縣榮瑪鄉(xiāng)開展工作，突遇6.6級(jí)地震，營地距離震中僅20公里。團(tuán)隊(duì)成員在荒無人煙的高原上經(jīng)歷十余小時(shí)后才與外界取得聯(lián)系，并得以脫險(xiǎn)。

另一次平常的科考途中，團(tuán)隊(duì)外出采樣，帳篷內(nèi)存放的肉類被棕熊闖入偷食?！斑@類突發(fā)情況并不少見，但棕熊的闖入還是讓我們心有余悸。”吳曉民回憶道。

近年來，隨著科技手段日益多元、研究方向不斷拓展，團(tuán)隊(duì)在野外開展考察的頻率也越來越高?！安亓缪蜓芯坎粩嘤楷F(xiàn)新問題，一些長期未能探明的現(xiàn)象也需要持續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤。單靠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)難以全面掌握它們的行為規(guī)律、種群動(dòng)態(tài)及活動(dòng)細(xì)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)科考始終是研究的核心和基礎(chǔ)。”吳曉民表示。

目前，團(tuán)隊(duì)已與西北工業(yè)大學(xué)太陽能無人機(jī)團(tuán)隊(duì)展開合作，利用無人機(jī)技術(shù)開展藏羚羊數(shù)量調(diào)查與棲息地監(jiān)測(cè)。下一步，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃持續(xù)采集不同地點(diǎn)、種群、年齡和性別的藏羚羊樣本，進(jìn)一步完善其基因組學(xué)研究。同時(shí)，還將參與青藏高原國家公園創(chuàng)建過程中的基礎(chǔ)調(diào)查工作，為公園規(guī)劃與建設(shè)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。