Science丨赖仞团队牵头在鸟类酸味感知功能演化介导的环境适应方面取得重要进展

鸟类是多样性最高的陆生脊椎动物，鸟类的快速辐射演化一直是一个引人入胜的问题，鸟类对食物资源的灵活适应和新食物的开发在其多样性演化中无疑发挥了重要作用，而这来源于鸟类营养感知的进化。大部分鸟类都会采食水果，特别是在食物匮乏和迁徙等时期，水果是鸟类重要的能量来源。鸟类和水果之间存在非常久远且长期的互动，但鸟类如何感知并耐受水果中高浓度有机酸一直未得到阐述。

2025 年 6 月 20 日， 中国科学院昆明动物研究所赖仞课题组联合吴东东课题组和德国马克斯·普朗克生物智能研究所的Maude W. Baldwin科研团队 在 Science 上发表了文章

Molecular evolution of sour tolerance in birds

酸味通常令哺乳动物避之不及，但许多鸟类却能频繁取食酸度极高的水果（如 pH 低至 2.5 的野果）。 Emily Liman 和 Charles Zuker 团队之前的研究证实了 OTOP1 是哺乳动物的酸味觉受体 ， 赖仞 团队 前期识别了几种生物毒素分子可以抑制或激活 OTOP1 ，为深入研究 OTOP1 功能机制打下了重要基础。研究团队发现，鸟类酸味受体 OTOP1 在低 pH 环境下 会被抑制 ，减少酸味信号的传递，从而降低酸味带来的不适感。通过基因编辑技术，研究人员将金丝雀的OTOP1基因敲入小鼠体内，结果发现这些小鼠对酸味的神经信号显著降低，通过靶向酸味受体OTOP1的药理学干预，显著削弱了鸟类对酸的耐受能力，证实了该受体在鸟类酸味感知及酸耐受中的核心作用。

进一步分析表明， OTOP1 的酸抑制特性与四个关键氨基酸位点（ H239 、 L306 、 H314 、 G378 （仅存在于鸣禽中） ）密切相关。而鸣禽（如金丝雀）因携带 G378 突变，酸耐受能力甚至高于其他鸟类。通过对鸟类祖先受体重建，研究还发现，鸣禽的酸耐受演化与甜味感知能力的获得几乎同步发生， 表明二者存在协同演化的可能， 这可能推动其食性多样化——既能摄取高酸水果，又能利用糖分资源，从而在演化中占据优势。

该研究不仅揭示了动物感官适应环境的精妙机制，还为理解鸟类与植物的协同演化提供了线索。正如论文通讯作者赖仞研究员所言：“鸟类的‘吃酸’能力，是自然选择讲述着生命如何以性状创新应对环境挑战和拓展生态空间 的故事 。”

中国科学院昆明动物研究所 张浩 博士、 罗雷 博士、 田利凤 博士 研究生 、 邵永 研究员和德国马克斯·普朗克生物智能研究所 梁俏仪 博士 为本文共同第一作者， 赖仞 研究员 为本文的 独立 通讯作者。 该工作得到了德国马克斯·普朗克生物智能研究所 Maude W. Baldwin 教授和中国科学院昆明动物研究所 吴东东 研究员 重要指导和帮助 。

图： 鸟类的酸味觉感知和耐受适应机制

原文链接：science.org/doi/10.1126/science.adr7946

制版人： 十一

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