有一种蛇，名叫温泉蛇，这种中国独有的珍稀蛇类栖息在青藏高原温泉附近的石堆、水边和沼泽草甸等生境中，因此得名。
在很多人的印象中，大多数蛇类生活在热带或亚热带地区，高原的寒冷环境通常是不利于蛇类繁衍生息的。那么，温泉蛇作为世界上分布海拔最高的蛇类类群之一，能够在剧烈气候变化中幸存下来，他们依赖的温度适应策略是什么？
10月11日，《科学》杂志新闻栏目对中国科学院成都生物研究所李家堂研究团队的温泉蛇系列研究成果进行了报道。这些来自成都的学者们揭示了这种蛇类适应高原低氧及强紫外的遗传机制，并进一步揭示了温泉蛇温度感知能力的进化遗传机制。
(资料图片)
温泉蛇能快速定位到高温区域
研究团队找到其遗传机制
青藏高原具有气候寒冷、氧气含量低、紫外线强烈等特点，对高原上生活的动物来说是巨大的挑战，同时也是研究动物对高海拔环境适应能力的天然实验室。此前已有关于人类、牦牛等恒温动物适应高原环境遗传机制的研究，但缺乏变温动物的相关研究。温泉蛇是揭开变温动物高海拔适应之谜的良好动物模型。
红星新闻记者了解到，温泉蛇属Thermophis隶属于食螺蛇科，目前包括3个物种：西藏温泉蛇Thermophis baileyi、四川温泉蛇T. zhaoermii和香格里拉温泉蛇T. shangrila。它们是中国特有珍稀保护物种，为国家一级保护动物，也是世界上分布海拔最高的蛇类类群之一，均生活于青藏高原海拔3500-4400米的地区。
2015至2018年间，李家堂研究团队聚焦温泉蛇高原极端环境适应与演化机制相关研究，于2018年首次公布了西藏温泉蛇基因组草图，并揭示了温泉蛇属物种适应高原低氧及强紫外的遗传机制。在此基础上，研究团队结合行为学，比较基因组学以及膜片钳实验等技术方法，进一步揭示了温泉蛇温度感知能力的进化遗传机制。基于更新的高质量基因组，团队还开展了西藏温泉蛇和四川温泉蛇的群体基因组学研究，为其保护提供重要科学支撑。
▲青藏高原温泉点和温泉蛇的分布以及行为学实验 来源：成都生物研究所
研究团队结合野外调查和文献调研，整理了高原地热资源以及温泉蛇的分布信息，发现温泉蛇高度偏好温泉生境。通过趋热行为学实验证明，相较于另外两种低海拔蛇类，温泉蛇能够更快速地定位到高温区域，且对高温区表现出强烈的偏好，提示温泉蛇具有高效的温度感知能力。
通过进一步比较基因组分析发现，温泉蛇中温度感知和调节能力相关的基因发生了进化改变，这有利于温泉蛇对温暖环境做出更快速的应答。
研究成果可为高原物种保护提供科学支撑
成都生物研究所李家堂研究团队认为，温泉蛇的起源和演化，与青藏高原的形成和隆起有着密切的联系。
分析表明，西藏温泉蛇在遗传上被分为三个类群，按地理分布被定义为西部、中部和东部类群，其中西部类群与另两者遗传差异最大；尽管存在分化，但群体间广泛存在基因流（指生物个体从其发生地分散出去而导致不同种群之间基因交流的过程，可发生在同种或不同种的生物种群之间）。其中，中部分类群因其所处地理位置的特殊性,一定程度上承载了东、西部类群基因交流传递的角色。
同时，作为国家重点保护物种，研究团队对西藏温泉蛇遗传多样性等内容进行了分析。研究成果可为西藏温泉蛇及其他高原物种保护策略的制定提供科学支撑。
温泉蛇作为世界上分布海拔最高的蛇类类群之一，高度依赖青藏高原的温泉生境，为探究蛇类极端环境适应提供了理想的模型。截至目前，李家堂研究团队以温泉蛇为动物模型，致力于高原变温动物的适应性演化机制研究。未来期望整合多学科技术手段与多维度数据，继续深入探寻这类神奇的动物在青藏高原上生存与演化的“秘密”。
红星新闻记者 戴佳佳
标签：
