昆明動物所從能量代謝角度揭示蝙蝠飛行起源機制

作為哺乳動物，蝙蝠為什么能夠像鳥類和昆蟲一樣飛行？中科院昆明動物研究所的科學家從能量代謝角度發(fā)現(xiàn)了蝙蝠飛行的新奧秘。
　　蝙蝠是翼手目動物的通稱，是唯一演化出具有真正飛行能力的哺乳動物。跟鳥類進化出飛行能力一樣，蝙蝠飛行能力的進化需要一系列十分復雜的形態(tài)和生理變化，因此達爾文在《物種起源》中感嘆“從不能飛的原始哺乳動物進化為能飛的蝙蝠是不可思議的”。
　　昆明動物所張亞平院士及其指導的博士生沈永義注意到動物飛行時所消耗的能量是奔跑的3-15倍，因此飛行除了需要骨骼等形態(tài)變化外還需要能量供應系統(tǒng)的高效率化，以便能適應能量需求的急劇增加。就好像飛機能飛，不單單需要機翼等形態(tài)結構，還需要有強大的發(fā)動機來提供動力。線粒體是細胞的能量工廠，通過氧化呼吸鏈提供了生物體95%的能量，是動物各種運動所需能量動力的“發(fā)動機”。因此研究團隊推測，線粒體產能系統(tǒng)的進化應該與蝙蝠飛行能力的起源密切相關。通過全基因組比較分析，他們證實在蝙蝠飛行能力的起源過程中，線粒體的氧化呼吸鏈基因受到正選擇，線粒體與細胞核編碼的基因發(fā)生協(xié)同進化，以適應飛行起源過程中對能量需求的急劇增加。
　　該研究成果于4月26日在國際著名刊物《美國科學院院刊》在線發(fā)表。美國科學院院士戴維·希利斯高度評價該研究：十分出色且令人興奮，對了解線粒體的分子生物學和進化，以及飛行的分子適應機制有廣泛的意義。
　　此外，該研究團隊2009年通過對飛行能力健全與退化的鳥類的比較研究，證實線粒體基因組的選擇壓力與動物運動能力密切相關。