这课题可真酸！
初夏，几只鸽子啄食着观赏用的酸枇杷，果实pH值低至2.5——这酸度与柠檬相当，可以让啃食的人类龇牙咧嘴，却成了鸟类拓展生存疆域的秘密武器。
中国科学院昆明动物研究所（下称昆明动物所）赖仞团队揭开了鸟类耐受高酸食物的演化奥秘。他们发现，鸟类通过酸味受体OTOP1的关键功能演化，大幅降低了对酸味的不适感。
这项研究揭示了该受体在低pH环境下会主动“关闭”的特性，使鸟类能大量取食高酸野果，为理解物种辐射演化提供了关键分子证据，也为探索生物多样性形成的深层机制提供了重要线索。该成果6月20日发表于《科学》。
枇杷树下的追问
尽管没有苹果从树上掉下来砸中谁的脑袋，但昆明动物所园区几棵观赏性的枇杷树也能够开启研究人员的科研兴趣。
“那时正是枇杷成熟季节，我们师兄弟几人在散步时候发现，园子里掉落的枇杷果经常被鸟啄食得满是孔洞，还以为挺好吃，谁知啃起来非常酸！”论文共同第一作者、昆明动物所博士生张浩告诉《中国科学报》。
他们特意把果子带回实验室测量酸度，结果显示，这些被鸟儿青睐的酸枇杷pH值达到2.5，与市场上购买的甜枇杷截然不同，而是与柠檬酸度相近。
更让人困惑的是，鸟儿并非浅尝辄止。“果子上有很多啄食的孔，说明它们不是尝一口就放弃了。”张浩的兴趣愈发浓厚。
哺乳动物通常对酸味极其敏感，将其视为潜在有害的警示信号，鸟类为何对如此高浓度的酸具有超强耐受性？这与鸟类广泛取食酸性野果的习性有何关联？
经与导师赖仞细致商议，带着枇杷树下萌生的疑问，团队决心探索这一未知领域。
酸味受体的“开关革命”
研究面临的首要挑战是找到那把关键的“分子钥匙”。团队将目光投向了酸味觉受体OTOP1。该受体在哺乳动物中的作用已在2019年左右被学界初步阐明，但其在鸟类中的功能未知。
通过克隆并检测鸽子和金丝雀的OTOP1受体功能，团队发现了令人惊异的现象：哺乳动物该受体为线性激活，也就是遇到的pH值越低酸性越强，该受体的功能也越强，而鸟类该受体，在pH值低于3.5的环境下，功能反而被抑制，呈现独特的“V”字形响应曲线。
“就像细胞表面的一扇窗，”张浩打了个比方，“哺乳动物的酸受体在强酸中‘越开越大’，但鸟类的这扇窗却在pH很低时自动‘关闭’，减少了酸味信号向神经系统的传递。”
这种“主动关闭”的特性，正是鸟类耐受高酸的核心分子机制。
为确证这一机制，研究团队进行了多角度功能验证。
一方面，他们将金丝雀的OTOP1基因敲入小鼠体内。结果发现，这些小鼠对酸味的神经反应信号显著降低。
另一方面，通过经典的双瓶偏好饮水测试评估，通过药理学调控削弱鸽子和金丝雀等鸟类OTOP1受体的抑制功能，这些鸟类的酸耐受能力显著下降。
这两项关键实验如同找到了控制鸟类耐酸能力的“分子开关”，确凿证明了OTOP1被酸抑制功能在鸟类适应酸性食物中的核心作用。
鸣禽的“酸甜”优势
研究并未止步于机制发现。团队进一步溯源分子演化历程，锁定了导致鸟类OTOP1具有酸抑制特性的4个关键氨基酸位点：H239, L306, H314, G378。
尤为重要的是，在金丝雀等鸣禽类中，发生了G378位点突变，这使其酸耐受能力比其他鸟类更高。
通过重建鸟类祖先受体，团队揭示了一个更宏大的演化图景：鸣禽类群酸耐受能力的增强，与其甜味感知能力的获得几乎同步发生。
这意味着，鸣禽酸味受体OTOP1与鲜味受体在演化进程中极有可能存在协同作用。
“这种‘酸甜协同感知’是自然选择的精妙设计。”研究人员指出。它使得鸣禽既能有效耐受果实中的高有机酸，免受不适感困扰，又能敏锐感知其中的糖分。
作为多样性最高的陆生脊椎动物，鸟类快速辐射演化的关键因素之一，是对营养感知进化所带来的食物资源灵活适应与新食物开发能力。水果是大部分鸟类的重要食物来源，尤其在食物匮乏期和迁徙过程中，为其提供了关键的能量支持。
这种双重能力的结合，极大提升了鸣禽对水果资源的开发利用效率，可能是其在演化历程中快速辐射、占据多样化生态位的又一关键创新优势。
该成果经历两轮审稿后获得审稿人一致认可、建议发表。不过研究者保持着审慎：“目前检测的鸟类种类有限，不敢说结论放之四海而皆准。”张浩表示，食种子、食虫等其他不同食性鸟类的酸味觉是否存在差异？像果蝠、猩猩等专门以水果为食的哺乳动物是否也发生了类似的味觉受体演化？这些将是研究的延续方向。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.adr7946
鸟类的酸味觉感知和耐受适应机制。课题组供图
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