【走进三江源国家公园·和谐三江源】从0到1，把论文写在高原上

三万多年前（化石推测时间），一群猎隼从非洲向东扩散，约2.1万年前，正值末次盛冰期，矛隼从北极向南迁移，猎隼与矛隼在西伯利亚南部相遇并发生杂交，此后向青藏高原地区拓殖。至此，才有了青藏高原上的第一只猎隼。

这种起源三万多年前非洲祖先的鸟类，如何翻山越岭拓殖到青藏高原？它们又是如何快速地适应高原低氧、低温、强紫外线等极端气候环境？这些谜题始终未有解答。

7月15日，记者走进中国科学院动物研究所黄河源野生动物保护研究示范站，胡莉博士为我们答疑解惑，解释了青藏高原猎隼的“前世今生”。

(资料图片仅供参考)

胡莉所在的示范站是中国科学院动物研究所詹祥江研究团队建立的野外研究站，为什么要在三江源国家公园黄河源园区开展猎隼研究，胡莉认为这或许是出于一种家国情怀。

“猎隼广泛分布于亚欧大陆中部和北非地区，然而，在全球尺度下，在青藏高原分布的猎隼却缺少详细的本底信息，有关青藏高原猎隼的科学研究也几近空白。这对于长期研究猎隼的科学家而言是很难接受的。因此，2014年，通过国家高层次人才引进回国后，詹祥江研究员带领他的研究团队开启了对濒危物种猎隼的高原野外种群的研究工作。”

三江源地区有着开阔的草原，鼠兔等食物资源丰富，是猎隼、大鵟等猛禽的适宜栖息地，也是开展猛禽调查和科研工作的理想之地。玛多县素有黄河源头第一县之称，将科研站设在此处，可以就地评估猛禽保护的成效，便于开展深入的保护生物学研究。通过对玛多县为代表性的地域实施猛禽就地保护，对整个青藏高原地区猛禽的保护都具有示范意义。

因此，2014年，研究团队与三江源国家级自然保护区（现三江源国家公园）合作，在玛多县设立中国科学院动物研究所黄河源野生动物保护研究示范站，并首次将分子生物学实验室搬上野外高原。

高原猎隼的研究首先从寻找大自然中猎隼的野生巢开始，研究团队原本以为这项工作会很简单，而结果却出乎意料的难。

“早在2011年，我的导师带领团队成员在高原无人区进行科学考察，连续搜寻了七天、途经上千公里之后，才在玛多县花石峡镇周边发现猎隼的第一个自然巢。”胡莉说，发现第一个自然巢后，紧接着就有第二个、第三个、第四个……这些自然巢的发现，对于接下来的科学研究起到了至关重要的作用。

之后的10多年时间里，詹祥江研究员每年都会组织人员对青藏高原进行科学考察，几乎涵盖高原的四季，累计下来已经开展了大大小小的野外调查上百次。其中，团队的“90后”李帆已坚守黄河源头的猛禽调查工作长达六年。

夏季是科考的主要时期，主要是因为夏季是猎隼的繁殖期，有利于观察猎隼的繁殖行为。猎隼每年的产卵期一般是4月份，每巢产卵3至5枚，孵化期约7周时间，猎隼幼鸟一般在6月中下旬初飞。因此，研究人员从3月起监测记录猎隼的行为，在6月下旬之前完成野外调查、行为观测和相关的样品采集等工作。

胡莉告诉记者：“为了减少对猎隼繁殖的影响，我们在繁殖期间进行相机安置、环志、采样等过程中，会先等猎隼父母离巢，然后迅速爬上鸟巢完成工作，整个过程一般不会超过十分钟。通过掌握猛禽活动规律、食性特征及繁殖情况等，建立相关的猛禽动态监测数据库，可以为濒危猛禽的保护和管理提供有效的科技支撑和手段。”

研究团队一方面揭示高原猎隼的“前世今生”，另一方面与黄河源园区合作搭建人工巢对猛禽实施就地保护。猎隼的复壮受制于自然巢数量，人工巢则可以缓解这一难题。目前，黄河源园区一共搭建了700多个人工巢，猛禽上巢率为40%以上。团队的样线调查结果显示，从2018年至2022年期间，黄河源园区栖息在人工巢中的猎隼繁殖对数量逐年上升，从100多巢上升至近300巢。

研究团队通过黄河乡、扎陵湖乡等区域人工巢采样数据的研究，发现每年出壳的猎隼幼鸟达300只以上，出飞率则高达90%以上。人工巢的搭建既为青藏高原猎隼种群的种群复壮提供了有力保障，也为鼠（兔）害的生态防治打下了坚实基础，有利于维持当地自然生态系统的动态平衡。

研究团队结合对全球猎隼主要地理种群的遥感卫星追踪、环志等调查工作，发现高原上生活的猎隼占全球猎隼总数的四分之一，并且发现青藏高原是全球最大的猎隼越冬地。通过基因组学研究解答了猎隼为什么会适应高原环境，并向青藏高原迁徙越冬。

低温适应方面，高原猎隼比其他猎隼体型更大，体重更重，高原猎隼基因组中发现了两个从北极矛隼中渗入的关键基因，渗入基因有利于高原猎隼清除血液中更多的胆固醇，降低寒冷条件下脂质增加的负效应。

低氧适应方面，发现高原猎隼基因组中一段正选择信号最强的脱氧核糖核酸区域，尽管仍维持保守的空间三维结构，但其内部调控元件与血红蛋白基因间的互作增强，促使血红蛋白更高表达，响应低氧压力。

强紫外线适应方面，比较羽毛的反射光谱，发现高原猎隼的羽色更深，其基因组上基因的一段内含子区受到正选择，高原型片段的增强效应减弱，促进真黑色素的合成，减少了紫外线对高原猎隼的损伤。

在高原上开展科研研究，要耐得住性子、静下来心思、更需要坐得了冷板凳，还需要接受生理上的挑战。2018年5月，胡莉带队来到黄河源园区开展野外调查研究。一到玛多县就出现了严重的高原反应，还是咬牙坚持了下来，并开展了一个多月的野外科考，“感受过恶劣的自然条件和高寒缺氧的环境，在有限的实验室资源和较长的孤寂中切身体验科研的艰辛，零距离接触高原上的生生不息，才更能体会到高原生物奋斗不止的精神，从而转化为科研人自强不息的动力。”

在研究团队的所有成员身上，我们看到了勇攀高峰、敢为人先的精神。他们的研究弥补了青藏高原猎隼研究的空白，然而成果也不止于此。

——发表了世界首例猛禽基因组，厘清了中国猎隼保护的研究现状；基于猎隼全基因组结合生物信息和分子实验技术筛选并建立了一套猎隼的个体识别系统；通过卫星追踪发现蒙古猎隼冬季迁徙至青藏高原的规律。

——首次在青藏高原地区野生动物研究中建立了种群转录组学的研究方法；首次揭示了核糖核酸在青藏高原动物低氧环境适应中的复杂性转录调控模式，揭示高原鸟类在青藏高原生活的奥秘；揭示了藏羚羊、牦牛、鼢鼠、鼠兔等青藏高原特色野生哺乳动物适应低氧的趋同进化机制。