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蛇島蝮 (Gloydius shedaoensis) 是一種劇毒的蝮蛇（圖1），主要分布于我國遼東半島南端的蛇島上。已有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在面積僅0.73平方公里的蛇島上共棲息了近20000條蛇島蝮，其主要食物為每年春秋鳥類遷徙時期短暫停留的各種小型鳥類（圖2），以及極少部分島上生活的褐家鼠（Rattus norvegicus）。在長期的進(jìn)化歷程中，蛇島蝮逐漸形成了特殊的島嶼適應(yīng)行為，如長期靜止行為、樹棲聚集行為、近親交配規(guī)避行為、夏眠行為、集體冬眠行為等，這些有趣的行為獲得了研究學(xué)者的極大興趣，中國科學(xué)院成都生物研究所傅金鐘團(tuán)隊的齊銀博士、呂彬博士、文冠南博士，宜賓學(xué)院郭鵬團(tuán)隊的吳亞勇博士以及大連老鐵山-蛇島國家級自然保護(hù)區(qū)管理局的王小平、呂傳棟、閆寶、肖帥等人共同組建了“蛇島蝮研究團(tuán)隊”，在保護(hù)區(qū)管理局項目及自然科學(xué)基金項目的支持下，對蛇島蝮獨特的島嶼適應(yīng)開展了系統(tǒng)研究。

一、蛇島蝮長期靜止行為及其遺傳適應(yīng)機(jī)制

蛇島蝮攝食季節(jié)很短，僅僅為每年的春季（4月下旬至6月上旬）和秋季（8月下旬至10月中旬）的鳥類遷徙季節(jié)，為了節(jié)省能量，在非捕食季節(jié)，蛇島蝮幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)，甚至?xí)M(jìn)入長時間的休眠狀態(tài)（圖3）。然而長期的靜止可能會帶來一系列負(fù)面影響，如血栓、肌肉萎縮、能量短缺和生物鐘紊亂等，那么蛇島蝮是如何規(guī)避這種負(fù)面影響呢？為了回答該問題，研究團(tuán)隊通過對蛇島蝮及其大陸近親中介蝮（Gloydius intermedius）進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測序和進(jìn)化比較研究，發(fā)現(xiàn)蛇島蝮的進(jìn)化速率顯著低于其中介蝮（只有其69%），這可能與其長期休眠造成的代謝抑制有關(guān)；檢測到與抗血栓和維持肌肉功能相關(guān)的基因發(fā)生了自然選擇的信號；同時發(fā)現(xiàn)生物鐘基因（CRY2）在蛇島蝮發(fā)生了快速的進(jìn)化，并表現(xiàn)出兩個僅限于蛇島蝮的氨基酸替換，其中一個突變可能影響蛋白質(zhì)功能，這與馴鹿適應(yīng)極晝極夜生活的分子鐘基因突變（PER2-CRY complex）一致；脂肪酸-β-氧化相關(guān)基因（ACATA1）和晝夜節(jié)律基因（KLF10）也表現(xiàn)出趨同/平行進(jìn)化的模式。該研究從遺傳角度揭示了蛇島蝮在食物匱乏的情形下適應(yīng)長期靜止及休眠、抗血栓形成、晝夜節(jié)律時鐘調(diào)節(jié)和肌肉萎縮緩解等方面的適應(yīng)機(jī)制。相關(guān)研究成果近期以“Genetic Adaptations of anIsland Pit-Viper to a Unique Sedentary Life with Extreme Seasonal FoodAvailability”為題發(fā)表在G3: GENES, GENOMES, GENETICS上。該研究為后續(xù)的解析蛇島蝮適應(yīng)島嶼生活的研究提供了思路。研究團(tuán)隊正與李家堂博士團(tuán)隊合作，對蛇島蝮及其大陸近親的基因組進(jìn)行解析分析，以期能夠完整展示蛇島蝮蛇適應(yīng)島嶼生活的遺傳機(jī)制。

二、正在關(guān)注的幾個科學(xué)問題

（一）蛇島蝮樹棲聚集行為與親緣選擇

蛇島蝮采取“守樹待鳥”的捕食策略，因此捕食位置對于捕食成功極為重要。在捕食季節(jié)，蛇島蝮為了捕食更多的鳥類，數(shù)條蛇會聚集在一棵樹甚至一個枝頭，一層一層相互疊加，形成一個相互包容的“捕鳥組合”（圖4）。那么，這些個體是否親緣關(guān)系很近的個體？這種“組合”是長期的還是短暫存在的呢？為了回答這些問題，研究團(tuán)隊正在采用行為學(xué)和遺傳學(xué)方法進(jìn)行研究。

（二）蛇島蝮近親交配規(guī)避行為

近親交配（又稱近交）是指遺傳關(guān)系很近的個體之間交配繁殖的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是引起許多物種瀕危的重要因素，這是因為近親交配可能導(dǎo)致后代的生存和繁殖能力降低，從而削弱整個種群對環(huán)境變化的應(yīng)對能力。蛇島蝮孤立而狹小的分布環(huán)境和較高的種群密度將使近親交配成為該物種無法避免的致危因素，但目前研究結(jié)果顯示，蛇島蝮種群狀態(tài)穩(wěn)定，暫未表現(xiàn)出顯著的近親交配衰退現(xiàn)象。那么，蛇島蝮是否已經(jīng)進(jìn)化形成了相應(yīng)的近親交配規(guī)避方法？這個問題目前還十分不清楚。研究團(tuán)隊正在整合遺傳學(xué)和無線電追蹤手段對蛇島蝮的偏性擴(kuò)散行為進(jìn)行研究，以期探明蛇島蝮是否通過偏性擴(kuò)散行為規(guī)避近親交配。

蛇島是研究島嶼生物學(xué)的天然實驗室，而蛇島蝮是研究爬行動物島嶼適應(yīng)機(jī)制的理想模式物種。蛇島蝮還有很多未解之謎，比如種群動態(tài)、社會交流、食物動態(tài)等，希望能有更多的科研人員參與進(jìn)來，共同為蛇島蝮這種恐怖但有趣的爬行動物保護(hù)工作獻(xiàn)策獻(xiàn)力。

作者介紹：

吳亞勇，宜賓學(xué)院，主要研究方向為爬行動物行為及其適應(yīng)性進(jìn)化