蔣珂 李家堂
?西藏羊八井一處沸騰的溫泉泉眼,泉水的蒸汽與天空的云朵融為一體
青藏高原空氣稀薄、紫外線強烈、晝夜溫差大、寒冬漫長……這些自然條件對動植物來說都是巨大的挑戰(zhàn),能夠在青藏高原生存繁衍的物種,都是進化史中的贏家,溫泉蛇就是其中的一類。
青藏高原的隆升緣于印度板塊與亞歐板塊間的擠壓,其過程中產(chǎn)生的斷裂帶為青藏高原帶來了極為豐富的地熱資源,形成了數(shù)量眾多的溫泉。在溫泉地熱環(huán)境的庇護下,溫泉蛇得以幸存,是蛇類中成功適應青藏高原極端環(huán)境的主要代表。
?西藏羊八井附近的西藏溫泉蛇生境
?西藏工布江達的西藏溫泉蛇生境
&nmlWxTg4NU2v5rxnBIBxyPA==bsp;正在溪邊曬太陽的西藏溫泉蛇
溫泉蛇是溫泉蛇屬Thermophis的統(tǒng)稱,該屬目前已知有3個物種,分別是西藏溫泉蛇T. baileyi、四川溫泉蛇T. zhaoermii和香格里拉溫泉蛇T. shangrila。其中,因為西藏溫泉蛇是溫泉蛇屬里最早被命名的物種,所以有時候“溫泉蛇”也單指西藏溫泉蛇。外形相似的3個近親,都分布于青藏高原之上,是經(jīng)過千百萬年的隔離、分化形成的不同物種。西藏溫泉蛇分布于西藏拉薩、日喀則、林芝等地,海拔3700~4850米,是已證實的世界上分布海拔最高的蛇類;四川溫泉蛇分布于四川省西部的甘孜州,海拔3000~4150米;香格里拉溫泉蛇分布于云南香格里拉市,海拔約3362米。2021年公布的《國家重點保護野生動物名錄》中,溫泉蛇屬3個物種都被列為國家一級保護野生動物。
其實,溫泉蛇一般不會直接在溫泉里活動。我們?nèi)祟惻莸臏厝墙?jīng)過開發(fā)的,水溫已經(jīng)調(diào)節(jié)到適合的溫度,而未經(jīng)調(diào)節(jié)的天然溫泉溫度非常高,通常還含有硫化物等物質(zhì),顯然不適合溫泉蛇活動。
對于溫度不高的溫泉,溫泉蛇有可能會入水游過,但一定不會長時間泡在溫泉里。溫泉蛇之所以出現(xiàn)在溫泉附近,主要是因為有溫泉的地方就有地熱,溫泉蛇需要利用地熱度過青藏高原上寒冷的冬季。溫泉附近的石堆、巖縫等,就是溫泉蛇越冬的場所;溫泉附近小溪、小河里的高原鰍、高山倭蛙等小動物,就是溫泉蛇喜愛的食物。由于對地熱的依賴,溫泉蛇通常不會離開地熱范圍太遠,所以它們在溫泉附近的種群密度相對較高。
?不慎掉進沸泉中的西藏溫泉蛇,已不幸被燙死
?剛游過小溪上岸的西藏溫泉蛇
在西藏,有西藏溫泉蛇分布的溫泉附近,當?shù)夭刈逋紝λ鼈兒苁煜ぃ浪鼈冃郧闇仨?,無毒且不會咬人。有時候他們在泡溫泉,西藏溫泉蛇就在溫泉邊活動,大家能和諧共處,非常融洽。
在漫長的進化歷史中,溫泉蛇具有哪些獨特的優(yōu)勢,使它們能成功適應青藏高原嚴酷的自然環(huán)境呢?
中國科學院成都生物研究所李家堂研究員領銜的研究團隊,通過對溫泉蛇的全基因組測序,開展比較基因組學研究,在溫泉蛇3個物種中發(fā)現(xiàn)了27個共有氨基酸替換。其中,F(xiàn)EN1基因(編碼一種結構特異性的多功能核酸酶)的突變型相對于低海拔物種的基因型在紫外線照射下具有更強的穩(wěn)定性。研究人員推測,這種突變有助于溫泉蛇在高海拔環(huán)境中對紫外線的抵抗;EPAS1基因(低氧誘導調(diào)節(jié)通路中的重要基因)的突變減弱了其調(diào)節(jié)下游基因紅細胞生成素表達的能力,進而導致溫泉蛇血紅蛋白濃度處于較低水平,這是溫泉蛇適應高海拔低氧條件的重要原因。
?以雪山和草原為背景的西藏溫泉蛇,為壯麗的景色增添了一絲柔美(攝影 / 王聿凡)
此外,近期的研究還發(fā)現(xiàn)了溫泉蛇TRPA1(溫度敏感型瞬時受體電位通道)基因的特有突變能提高該基因的熱誘導開放性和熱敏感性,有助于溫泉蛇探測到溫泉生境。雖然這些基因突變只是非常微小的變化,但足以使溫泉蛇在青藏高原被抬升的環(huán)境劇變中獲得比其他蛇類更多的生存機會,從而在生存競爭中脫穎而出、繁衍至今。
西藏墨竹工卡縣的一處溫泉浴池附近棲息著西藏溫泉蛇
?“偽裝高手”西藏沙蜥,在沙地上很難被發(fā)現(xiàn)
神秘而壯闊的青藏高原以它獨特的自然環(huán)境孕育了眾多特有的生物類群,是研究生物進化的天然實驗室,也是保存生物遺傳資源的寶庫,等待著科學家們進一步探索和發(fā)掘。同時,也希望有更多人能關注和保護青藏高原的自然生態(tài)系統(tǒng),共同守護好這片凈土。
青藏高原特有的爬行動物,各有各的生存本領和策略。
西藏沙蜥,可以根據(jù)季節(jié)來決定挖洞的深度。它們棲息于沙地環(huán)境,夏天是它們的活動旺季,白天基本在沙地上活動,但炎熱的正午會躲進自己挖掘的沙洞躲避高溫日曬,日落后就都鉆回沙洞休息了。西藏沙蜥在夏天挖的洞穴較淺,深度一般只有半米左右,但入秋以后,氣溫降低,它們就會挖掘超過1米深的洞穴來準備冬眠。因為地下深處的溫度相對恒定,即使冬天洞外大雪紛飛,它們也能在洞內(nèi)暖暖地睡上一個冬天。
巖蜥,顧名思義是棲息于巖石環(huán)境的蜥蜴。西藏有4種巖蜥,其中拉薩巖蜥和西藏巖蜥分布于海拔超過3000米的高原地區(qū),與另外2種低海拔分布的巖蜥(吳氏巖蜥和南亞巖蜥)相比,它們背面和腹面顏色更深,可能是便于更高效地吸收熱量——背面吸收來自陽光的熱量,腹面則吸收被曬熱的巖石上的熱量。它們在曬太陽時還能把身體變得更扁平,以此擴大受熱面積,就像是隨身攜帶了太陽能板。