酸味通常被哺乳動物視為潛在有害物質的警示信號。然而,許多鳥類卻能頻繁取食富含有機酸的酸性水果,其耐受機制長期懸而未決。
近日,中國科學院昆明動物研究所研究表明,鳥類實現這一獨特適應能力的核心,在于其酸味覺受體OTOP1的功能演化。
研究團隊通過解析鳥類OTOP1受體的適應性演化過程,發現該受體發生了關鍵的功能轉變,顯著提升了鳥類類群對酸的耐受能力。這使得鳥類能夠取食酸性水果,從而拓寬了類群的食物來源,占據了更廣闊的生態位。
同時,鳥類中的鳴禽OTOP1受體發生了單殘基演化,進一步強化了該類群對酸的耐受能力。
研究團隊還探究了鳴禽酸味耐受能力與甜味感知能力的協同演化機制。這種協同作用使鳴禽不僅能有效耐受果實中的高有機酸,還能敏銳感知其中的糖分(甜味),以便高效開發和利用水果資源。
▲鳥類的酸味覺感知和耐受適應機制
研究首次系統揭示了鳥類感知和耐受酸味的分子機制及其在演化歷程中的關鍵作用,明確了OTOP1受體的功能演化是驅動鳥類食性拓展、生態位占領和物種快速輻射演化的又一關鍵分子基礎,提出了“鳴禽酸味耐受與甜味感知協同演化”假說,為理解復雜感官系統如何協同進化以適應環境提供了全新視角。
研究不僅揭示了動物感官精妙適應環境的機制,也為深入理解鳥類與植物間的協同演化關系,以及生物對環境的適應策略提供了重要科學線索,對于深化理解生物多樣性形成機制具有深遠影響。
論文鏈接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr7946
來源:中國科學院昆明動物研究所
責任編輯:王穎
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