撰稿：罗朝洋 审校:沐远

体型是动物的显著表型特征之一，通常呈现出连续变化的数量特征和多样性。在进化生物学领域，体型适应性进化一直是一个核心议题。全球现存鸟类超过10,000种，由于其多样的生活史和生态适应特征，展现出显著的体型变异。因此，鸟类成为研究适应性进化的理想群体。

图1. IGFBP7和PLXDC2基因在不同体型鸟类中的进化速率。

本研究对不同体型大小的近60种鸟类的遗传数据进行分析，发现体型相关基因在不同谱系中存在显著的进化差异。其中，大体型鸟类的IGFBP7基因进化率较高，而中等体型鸟类的PLXDC2基因进化率显著高于小型鸟类（图1）。

图2. 通过分支位点模型检测到的鸟类谱系中阳性选择信号的分布。（红色、绿色、蓝色和紫色矩形分别代表与巨人症、生长激素/胰岛素样生长因子轴、侏儒症及与鸟类体型相关的基因的位置。树外的黑色、灰色和空心圆圈分别表示鸟类的大、中、小体型。树外的数字为每个物种的体重（单位：克）。

正选择位点在30个谱系中广泛分布，并呈现出明显的体型进化格局。大体型和中等体型鸟类的正选择位点最为集中，涉及的基因（如ACAN、OBSL1、IGF2BP1等）占总数的92.48%；中等体型与小体型鸟类的正选择位点较少，占6.63%；小体型鸟类中的正选择位点仅占0.26%。进一步对正选择位点进行功能注释发现，许多正选择位点位于蛋白质三维结构中的关键结构域和功能域附近。这些结果表明，鸟类体型进化受到特定基因的调控，而功能性位点的突变可能是塑造体型差异的根本原因。此外，大体型鸟类中还检测到许多氨基酸趋同位点，从分子水平上揭示了鸟类体型的趋同演化机制。

图3. 正选择信号分布和信号数量，A为鸡形目，B为企鹅目。

为了进一步探讨鸟类体型演化是否受到亲缘关系的影响，研究进一步构建了鸡形目和企鹅目两个数据集。分析结果表明，鸟类体型在不同目阶元间（即亲缘关系较为接近的类群）存在显著的进化差异：在鸡形目中，PLXDC2和ATP11A基因在大中型鸟类中受到了强烈的选择压力；而在企鹅目中，GRB10和OBSL1等与体型相关的基因则面临显著的选择压力（见图3A，B）。该研究揭示了不同体型鸟类谱系间的适应性进化模式，并首次为鸟类体型的趋同进化提供了遗传学证据，极大丰富了我们对鸟类体型进化机制的理解。

该研究成果于2024年12月12日以“Insight into body size evolution in Aves: Based on some body-size-related genes”为题，发表在中科院1区（JCR，1区）期刊Integrative Zoology上，由大理大学本科生罗朝洋在大理大学东喜玛拉雅研究院王荣兴老师、沐远老师以及昭通学院郎大田老师的共同指导下完成，并获得了实创群本科生王秋萍、许雄惠等同学，以及中科院动物研究所黄鑫博士的协助。本研究受以下项目支持：云南省基础研究计划面上项目（202401AT070083）、国家自然科学基金地区项目（32360119）、大理大学高层次人才引进启动项目（KY1916101940）、以及云南省高校洱海流域生态环境质量检测工程研究中心项目（DXDGCZX03）。

文章链接：https://doi.org/10.1111/1749-4877.12927