科学探究中国马起源之谜

　　中国经典古籍《易经》中说：“乾为马”，意思是马是天的象征。自古以来，马就是刚健、明亮、热烈、高昂、发达的代名词，它雄壮无比，披星跨斗，乘风御雨，不舍昼夜。可以说，马对于中华民族而言，不仅仅是乘坐或用来运送物资的工具，更是一种战天斗地、征服自然的生动写照，是炎黄子孙克服困难、永远前进的生动比喻。从生物科学角度而言，深入研究中国马的起源历史，有着莫大的科研价值。

　　2019年11月，一篇关于推演中国马驯化起源历史和藏马高海拔适应性的文章在《分子生物与进化》杂志上作为封面推荐文章发表（刘雪雪博士为第一作者、蒋琳研究员为通讯作者），引起了国内外广泛关注。而该成果的取得者正是中国农科院北京畜牧兽医研究所首席科学家马月辉领衔的畜禽种质资源保护与利用创新团队，他们在研究中发现了藏马低氧耐受遗传调控机理，为研究中国马的进化和繁衍提供了很好的理论依据。

　　追溯中国马驯化起源

　　近年来，关于我国马种的起源，国内外科研工作者已经开展了不少研究，但始终没有得到一个明确的结论。马的驯化起源对中国古代文明发展影响深远，尤其在战争、运输和农业领域有革命性影响，明确中国马驯化起源的时间对了解中国古文明的意义重大。同时，有关马低氧耐受性的研究亦受到藏区极端环境的严重阻碍，对其原因进行深入探究同样具有很高的科学价值。为此，马月辉和团队进行了10余年的实践调查，可以说踏遍了祖国大江南北，最终系统性收集并保存了26个家马品种，合计获得近千份的遗传材料，累计进行了百余次高原血氧实验测定，为后期的基因组测序和关联分析奠定了重要基础。

　　此后，通过多种进化模型的构建和模拟，首次推演出距今约3700年前中国马祖先发生了一次重要分化，同时形成北方马、西南马和藏马3大类群，该结论支持了中国马驯化起源早于殷商时期的观点。

　　在中国马的3个类群中，北方马主要包括内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区的马；西南马指的是从广西壮族自治区到云贵川、陕西一带的马；藏马指的是青藏高原马。这3个类群在3700年前分开，逐渐形成了不同的习性，能够适应不同的环境。从检测结果来看，目前这3个群体之间也呈现出不对等的基因流动。这种基因流动方向与古代人们的各种活动，包括战争、贸易等都有着一定的关系。包括连通滇藏的“茶马古道”基本的路线即从南方到西藏，当时茶商就是通过马匹在崎岖的道路上运送茶叶等，开展贸易，与青藏高原马基因向中国南方流动有着密切的关系。同时和“一带一路”的方向存在一定关联。分子进化模型推算的结果和现有的考古记录、游牧文化、茶马古道、一带一路的线路非常匹配，说明了模型推算的可靠性。

　　马月辉和团队通过科学推断，还明确了3700年前中国这3种马的大群体类型几乎是同时分开的。当然，这是基于分子进化模型推算的结果，需要配合古马DNA的数据，才能更具说服力。但目前科学家还没有掌握我国古马的基因数据，因此，马月辉表示：“我们希望通过与考古学科的专家们合作研究，来破解中国马驯化起源之谜”。

　　发现藏马低氧耐受之谜

　　体内细胞能感知环境中的氧气浓度，进而调节基因活性以应对不同的氧气水平，这一分子机制的发现获得了2019年诺贝尔生理/医学奖。藏区的氧气浓度仅有平原地区的50%，很容易出现高原反应等疾病，藏马又是如何能够耐受极端低氧环境，在高原上飞驰的呢？马月辉和团队基于选择信号和携氧能力的全基因组关联分析回答了这一科学问题。研究发现藏马低氧耐受的EPAS1基因有两个突变，这两个突变是改变了氨基酸的错义突变，一个是144位的精氨酸，突变以后变成半胱氨酸；另一个是263位的谷氨酸，突变后变成天冬氨酸。这两个氨基酸改变后，就会对机体血氧代谢产生影响，包括可以使血红蛋白浓度增强，使低氧产生的中间产物的代谢活性增强，使其生存状况、适应性能更好。低氧耐受机制的解析为藏区克服低氧“瓶颈”，进行马匹引种改良提供了可能。

　　在开展中国马起源研究和藏马低氧耐受研究过程中，马月辉和团队主要利用了大规模基因组重测序技术，该技术与20多年前就已经开始使用的芯片研究方法相比，分辨率更高。重测序技术的使用与成本有关，测序的深度在不同时期都需要考虑成本，根据某一个群体的特点，还要考虑5倍、10倍，以及20倍基因组覆盖度的成本因素，但是总体来说，重测序技术是较为先进的，这属于二代测序。目前，还有更为先进的三代测序技术，适用于参考基因组的构建，马月辉表示“团队计划用三代测序技术进行中国马的泛基因组学的研究，从拷贝数变异的角度研究中国马的特性”。

　　通过此项研究，不仅为解决中国马进化这一科学问题做出了一定贡献，也对适应高海拔的马品种选育提供了重要的利用和参考价值，并对运动马的低氧运动起到一定的借鉴作用。“随着研究的深入，会出现新的、有趣的问题，这些问题需要持续的科学研究，科学的进步，使一些更新、更有价值的问题得到解析”，马月辉研究员表示。或许，科学研究最大的乐趣就在于在更多的不确定中执着探索，从而创造更大的成功。

　　在多年的工作中，马月辉要求团队成员在开展实验工作的过程中必须客观可靠，要根据实验的第一手数据得出结论，而不能有任何虚假的行为。马月辉常说：“其实这不仅是对我们自己的要求，而是所有科研人员都应该坚守的一个基本原则。”另外，在工作中出现一些问题或困难时，尤其是在野外作业时，应该不断克服困难，这对自身的成长也是一种锻炼。

　　“当然，这些都要以安全为前提，才能进一步开展后面的工作。”马月辉说。

　　物种的不断进化是一个适者生存的过程，更是一个不断进步的过程，马月辉和团队的研究还在继续，他们希望获取更多更准确的科研成果，让人类了解历史，同时更好地启迪未来。为此，他们必将用坚定执着的精神迎接更大的挑战，攀登更多险峻的科研高峰。

　　李伟宁