有一種蛇，名叫溫泉蛇，這種中國獨有的珍稀蛇類棲息在青藏高原溫泉附近的石堆、水邊和沼澤草甸等生境中，因此得名。
在很多人的印象中，大多數蛇類生活在熱帶或亞熱帶地區，高原的寒冷環境通常是不利于蛇類繁衍生息的。那么，溫泉蛇作為世界上分布海拔最高的蛇類類群之一，能夠在劇烈氣候變化中幸存下來，他們依賴的溫度適應策略是什么？
10月11日，《科學》雜志新聞欄目對中國科學院成都生物研究所李家堂研究團隊的溫泉蛇系列研究成果進行了報道。這些來自成都的學者們揭示了這種蛇類適應高原低氧及強紫外的遺傳機制，并進一步揭示了溫泉蛇溫度感知能力的進化遺傳機制。
溫泉蛇能快速定位到高溫區域
研究團隊找到其遺傳機制
青藏高原具有氣候寒冷、氧氣含量低、紫外線強烈等特點，對高原上生活的動物來說是巨大的挑戰，同時也是研究動物對高海拔環境適應能力的天然實驗室。此前已有關于人類、牦牛等恒溫動物適應高原環境遺傳機制的研究，但缺乏變溫動物的相關研究。溫泉蛇是揭開變溫動物高海拔適應之謎的良好動物模型。
紅星新聞記者了解到，溫泉蛇屬Thermophis隸屬于食螺蛇科，目前包括3個物種：西藏溫泉蛇Thermophis baileyi、四川溫泉蛇T。 zhaoermii和香格里拉溫泉蛇T。 shangrila。它們是中國特有珍稀保護物種，為國家一級保護動物，也是世界上分布海拔最高的蛇類類群之一，均生活于青藏高原海拔3500-4400米的地區。
2015至2018年間，李家堂研究團隊聚焦溫泉蛇高原極端環境適應與演化機制相關研究，于2018年首次公布了西藏溫泉蛇基因組草圖，并揭示了溫泉蛇屬物種適應高原低氧及強紫外的遺傳機制。在此基礎上，研究團隊結合行為學，比較基因組學以及膜片鉗實驗等技術方法，進一步揭示了溫泉蛇溫度感知能力的進化遺傳機制。基于更新的高質量基因組，團隊還開展了西藏溫泉蛇和四川溫泉蛇的群體基因組學研究，為其保護提供重要科學支撐。
▲青藏高原溫泉點和溫泉蛇的分布以及行為學實驗 來源：成都生物研究所
研究團隊結合野外調查和文獻調研，整理了高原地熱資源以及溫泉蛇的分布信息，發現溫泉蛇高度偏好溫泉生境。通過趨熱行為學實驗證明，相較于另外兩種低海拔蛇類，溫泉蛇能夠更快速地定位到高溫區域，且對高溫區表現出強烈的偏好，提示溫泉蛇具有高效的溫度感知能力。
通過進一步比較基因組分析發現，溫泉蛇中溫度感知和調節能力相關的基因發生了進化改變，這有利于溫泉蛇對溫暖環境做出更快速的應答。
研究成果可為高原物種保護提供科學支撐
成都生物研究所李家堂研究團隊認為，溫泉蛇的起源和演化，與青藏高原的形成和隆起有著密切的聯系。
分析表明，西藏溫泉蛇在遺傳上被分為三個類群，按地理分布被定義為西部、中部和東部類群，其中西部類群與另兩者遺傳差異最大；盡管存在分化，但群體間廣泛存在基因流（指生物個體從其發生地分散出去而導致不同種群之間基因交流的過程，可發生在同種或不同種的生物種群之間）。其中，中部分類群因其所處地理位置的特殊性，一定程度上承載了東、西部類群基因交流傳遞的角色。
同時，作為國家重點保護物種，研究團隊對西藏溫泉蛇遺傳多樣性等內容進行了分析。研究成果可為西藏溫泉蛇及其他高原物種保護策略的制定提供科學支撐。
溫泉蛇作為世界上分布海拔最高的蛇類類群之一，高度依賴青藏高原的溫泉生境，為探究蛇類極端環境適應提供了理想的模型。截至目前，李家堂研究團隊以溫泉蛇為動物模型，致力于高原變溫動物的適應性演化機制研究。未來期望整合多學科技術手段與多維度數據，繼續深入探尋這類神奇的動物在青藏高原上生存與演化的“秘密”。
紅星新聞記者 戴佳佳
