互动科普

藏羚羊可能代表着战胜高原反应的希望。

撰文：刘洋

每年夏天，在青藏高原上总计88万平方千米的广阔范围内，一场横跨1,600千米的动物大迁徙都会如期上演，这场全球最恢弘迁徙的主角就是总数高达22万只的野生藏羚羊。

这群体态优美的生物几乎与大熊猫一样珍贵。但与后者不同的是，藏羚羊是典型的强势生物。在羌塘和可可西里等海拔超过4,000米的“生命禁区”，氧气浓度只有平原的一半，紫外线强度却是平原的两倍以上，再加上稀疏的植被、冰原的冻土和少见的淡水，能在这里全身而退已属不易。但藏羚羊却在这里怡然自得地繁衍生息了数百万年，它们甚至还能以80千米的时速持续奔跑数小时以完成迁徙。除了偷猎者，似乎没有任何力量可以威胁到它们的生存。

藏羚羊的独特一直吸引着研究人员的目光。2009年开始，青海大学、深圳华大基因和中国科学院昆明动物研究所，开始合作破解藏羚羊强大生命力背后的基因密码。这是一项早该开始的科研计划，但青藏高原恶劣的自然环境是一个难以逾越的天堑：数十年来，无数研究人员面对这片不毛之地，或望而却步或无功而返，相关研究也因此一直停滞不前。

这3家研究机构都拥有高原适应性的研究历史，青海大学的格日立教授和华大基因的研究团队，甚至早在十年前就已经发表了高原适应性的相关论文。“其实，即便是久居高原的藏族人民也会面临高原病的考验，只不过他们对恶劣环境的适应性更好，患病期间的表现也更轻微，”华大基因藏羚羊项目负责人蔡庆乐指出，“但藏羚羊却完全不会受到高原恶劣环境的困扰。”

藏羚羊心肌细胞中含有丰富的线粒体，肺组织中Ⅱ型细胞也十分丰富,这极大提升了它们能量代谢以及吸收运输氧气的能力。现在，科学家还不能证明，这些独特的生理结构与基因之间存在因果联系，但“破解这些疑问正是藏羚羊高原适应性研究的迷人之处”。

在实验室，研究人员采用新一代测序技术成功绘制出藏羚羊的基因组图谱。通过与多种平原动物进行比较分析，研究人员发现，藏羚羊基因组中适应性进化的迹象，其中与能量代谢和氧气运输有关的基因发生了显著的家族扩增。“这就可以解释，为什么我们在高原上往往气喘吁吁，而藏羚羊却可以气定神闲，”蔡庆乐说，“因为我们需要加速呼吸以保证氧气供应，但藏羚羊无需如此，它的氧气运输能力远在我们之上。”

在既有研究成果的基础上，研究人员又对已知的247个高原适应性相关基因进行了筛选，并最终发现7个基因在藏羚羊和美国高原鼠兔中发生了趋同进化。这些趋同进化有力解释了高原动物对低氧环境的耐受性机制，为进一步从基因组学角度提高人类抗低氧能力，预防和治疗高原缺氧性疾病奠定了基础。

希望虽已呈现，但告别高原病的道路依然曲折。在展望未来时，蔡庆乐表示，“如今的研究依然受限于数据的稀缺。但随着高原物种的基因组测序完成得越来越多,对应的平原物种也有了相应的遗传数据，我们在高原适应性方面的研究取得突破也就不远了”。