“甜蜜的负担”：鸟类为何能享用酸涩的果实？

众所周知，鸟类是地球上最为多样化的陆生脊椎动物，其惊人的辐射演化与它们对食物资源的强大适应能力密不可分。许多鸟类，尤其是鸣禽，频繁取食酸度极高的野果（pH值甚至低至2.5），这些果实对于哺乳动物而言往往是难以下咽的“警告信号”。鸟类与果实之间这种古老而紧密的互惠关系背后，隐藏着一个长期未解的科学之谜：它们是如何克服高浓度有机酸带来的不适感，从而享用这些重要的能量来源的？

关键的“开关”：酸味受体OTOP1的功能反转

针对这一难题，赖仞研究员团队展开了深入研究。他们发现，答案的核心在于一个名为 OTOP1的酸味觉受体。在哺乳动物中，OTOP1像一个忠实的“警报器”，一旦接触到酸性物质就会被激活，产生厌恶感以避免潜在的有害物质。

然而，研究团队惊奇地发现，在鸟类中，这个“警报器”的机制发生了精妙的“反转”：当面对极低pH值的强酸环境时，鸟类的OTOP1受体反而会受到抑制！这种抑制效应大大减弱了酸味信号的传递，从而让鸟类能够泰然自若地取食高酸度的果实。

为了验证这一发现，团队通过基因编辑技术，将金丝雀的OTOP1基因“安装”到小鼠体内。结果，这些转基因小鼠对酸味的神经反应显著降低。反之，当研究人员使用药物干预，重新“激活”鸟类被抑制的OTOP1受体后，鸟类对酸的耐受能力便显著下降。这些实验有力地证实了OTOP1的功能演化在鸟类适应酸性食物过程中的核心作用。

协同演化的智慧：耐酸与嗜甜的“双赢策略”

研究进一步揭示了这一演化背后的分子密码。团队锁定了OTOP1受体上的四个关键氨基酸位点，正是这些位点的改变赋予了鸟类独特的酸耐受能力。

更有趣的是，在物种繁多的鸣禽亚目中，一个独特的氨基酸突变（G378）使其OTOP1受体的酸抑制效应变得更强，让它们成为了“最能吃酸”的鸟类。通过祖先序列重建分析，研究团队发现，鸣禽酸耐受能力的增强，与其甜味感知能力的获得，在演化历史上几乎是同步发生的。

这一发现引出了一个激动人心的假说：鸟类的耐酸和嗜甜能力可能存在协同演化。这种“组合技”使得鸟类不仅能无惧果实的高酸度，还能高效地感知其中的糖分，从而最大化地利用水果资源，这可能极大地推动了鸣禽类群的食性多样化和物种大爆发，助其在演化的舞台上占据优势。

图片图：鸟类的酸味觉感知和耐受适应机制

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。”

此项工作由中国科学院昆明动物研究所的 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的 梁俏仪博士为共同第一作者，赖仞研究员为独立通讯作者。研究得到了德国马克斯·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 吴东东研究员的重要指导和帮助。

中国动物学会对赖仞常务理事及其团队取得的重大科研突破表示最热烈的祝贺！这项研究不仅是对鸟类感官世界的一次深刻探索，也为我们理解生物多样性的形成机制和物种适应性演化提供了宝贵的线索。