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游隼|《自然》封面故事：是什么决定了一只鸟的迁徙命运？( 二 )


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图1 | 一只佩戴卫星追踪器的游隼 。谷中如等人[1]利用这个卫星追踪器绘制了在北极繁殖的游隼种群的迁徙路线 。来源：Andrew Dixon
如今，这些被追踪种群一年一度的迁徙全部发生在它们各自的气候生态位之内——同种群个体面临的气候条件相同，不同种群之间则有所差异 。这可能从一个角度解释了为什么同种群的个体似乎总是沿着同样的路线迁徙，并在温带和热带地区使用相同的种群特异性越冬地 。
作者的分析显示，ADCY8基因可能促进了游隼的迁徙行为 。通过比较不同游隼种群的DNA序列，谷中如等人发现这个特别的基因在不同种群之间的差异很大，极有可能受到了某种选择 。这种基因在功能上或与长期记忆的形成有关，而长期记忆对于需要长途跋涉的种群来说可能格外有用 。学习可能也对迁徙成功起到了一定作用，因此，谷中如等人还专注于寻找有望通过记忆形成促进学习的遗传因素 。其他研究[6]也探寻过可能与长期记忆有关的基因在鸟类迁徙行为中的作用 。
谷中如等人的研究示范了如何通过学科交叉的方法和精细的统计数据来推断种群规模的演化历史 。他们的研究还展示了如何利用不同种群分化的时点来推断生态-演化框架中的模式 。这方面的理解能够用来对群落动态进行较大时间跨度的建模，模拟过去和未来的场景 。谷中如等人得出了一个重要结论：由于全球变暖，向欧洲迁徙的北极繁殖游隼种群未来将经历剧烈的变化，这些变化会让游隼作出行为调整，包括适应更短的迁徙距离 。
谷中如等人的跨学科研究提供了一个蓝本，有望激励更多研究团队采用类似的整体分析方法 。在这方面，拥有多种迁徙策略的迁徙物种是值得研究的理想模式系统 。比如北美白冠带鹀（Zonotrichia leucophrys）的一些亚种会长途迁徙，而另一些亚种却从不迁徙[7] 。欧亚黑顶林莺（Sylvia atricapilla）也存在很大的迁徙差异，不同个体采取的迁徙方向和路线尤其不同[8] 。
此外，若要探究与迁徙有关的记忆形成，研究人员可能必须开展谷中如等人的这类研究，来比较幼鸟的首次迁徙路线与它们成年后所走的路线 。研究人员还应该研究一下成鸟会向幼鸟传授路线的物种，如鹤科[9] 。之后再将这些数据与一些滨鸟或雀形目的分析数据进行比较——这类幼鸟在第一次迁徙时或是自行决定迁徙路线，或是选择与成鸟完全不同的路线[10] 。利用这种对比和各种研究系统的互补优势，研究人员可以进一步阐明迁徙行为的遗传架构，并提供能证明因果关系的证据 。
可以说，在单一学科内过度简化与集结跨学科力量只有一线之隔 。谷中如等人的工作再次证明了跨学科研究的价值，这种学科交叉的形式将不同领域的证据放到具体的背景下，得出新的见解，突破科学的边界 。但是，想要理解迁徙这类复杂的行为过程，这样的工作还有很多要做 。它还将为我们开展有效的保育工作提供必要的工具，让这个令我们敬畏赞叹，同时也是地球上许多生态系统不可或缺的自然现象一直保留下去 。
参考文献：
1. Gu, Z.et al. Nature591, 259–264 (2021).
2. Magnus, O.Historia de Gentibus Septentrionalibus(Giovanni Maria Viotto, 1555).
3. Bridge, E. S.et al. BioScience61, 689–698 (2011).
4. Bay, R. A.et al. Science359, 83–86 (2018).
5. Wilcove, D. S. & Wikelski, M.PLoS Biol.6, e188 (2008).
6. Delmore, K. E.et al. eLife9, e54462 (2020).
7. Ramenofsky, M., Campion, A. W., Pérez, J. H., Krause, J. S. & Németh, Z.J. Exp. Biol.220, 1330–1340 (2017).
8. Delmore, K. E.et al. Proc. R. Soc. B287, 20201339 (2020).
9. Mueller, T., O’Hara, R. B., Converse, S. J., Urbanek, R. P. & Fagan, W. F.Science341, 999–1002 (2013).

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