亚欧大陆的干旱区与青藏高原是两大独特的生态地理单元。中亚干旱区以天山、阿尔泰山等山系为骨架，镶嵌着塔里木、准噶尔等大型沙漠盆地，形成典型的“山地-盆地”相间地貌；青藏高原平均海拔超过4000米，其低氧、低温、强辐射环境对生物构成严峻考验。蜥蜴类爬行动物扩散能力有限，对环境变化敏感，是研究地质历史、气候变迁与生物演化的重要模型。近年来，基因组测序和景观基因组学的发展，为解析非模式生物演化历史提供了新手段。基于此，成都生物所蜥蜴多样性保护与性状解析创新团队围绕中亚干旱区和青藏高原的代表性蜥蜴（沙蜥和麻蜥）开展了系统性研究，取得以下进展：

1、沙蜥属胎生支系网状演化与高海拔适应

沙蜥属胎生支系主要分布于青藏高原，多数物种栖息于海拔2300米以上区域，其中红尾沙蜥（P. erythrurus）和西藏沙蜥（P. theobaldi）分布海拔超过3800米，是全球海拔分布最高的爬行动物之一。

团队对覆盖该支系全部分布区的202个样品（47个样点）开展群体基因组学分析，结合ddRAD简化基因组和全基因组测序，重建了高置信度系统发育框架。结果表明，胎生支系经历了从低海拔向高海拔逐步拓殖的过程：南疆沙蜥（P. forsythii）最早分化，主要分布于塔里木盆地；青海沙蜥（P. vlangalii）和贵德沙蜥（P. putjatai）分布于青藏高原北部中海拔地区；红尾沙蜥和西藏沙蜥为最晚分化的高海拔物种。

研究揭示了多个古代杂交事件在胎生支系演化中的作用（图1）。基因流分析显示：红尾沙蜥约41%的等位基因来自青海沙蜥西部种群的基因渗入；西藏沙蜥约14%的等位基因来自红尾沙蜥南部种群；共和盆地谱系约28%的等位基因来自贵德沙蜥。

渗入区域内的蛋白编码基因表现出显著加速的演化速率（Ka/Ks比值升高），富集于“温度刺激响应”和“循环系统过程”等功能类别。关键基因VEGFC（血管内皮生长因子C）和ACE（血管紧张素转换酶）位于渗入区域，参与缺氧响应和心血管稳态调控。其中，VEGFC基因在红尾沙蜥中呈现从青海沙蜥西部种群渗入的清晰信号，包含一个编码区的非同义替换（Asn→Ser），提示基因渗入可能为高海拔低氧适应提供了重要遗传变异。

该成果以“Genomic insights into the reticulate evolution of viviparous Phrynocephalus lizards on the Qinghai-Tibetan Plateau”为题发表于Molecular Phylogenetics and Evolution（2025, 211: 108404）。郭宪光研究员与姚忠祎博士后为共同第一作者，齐银研究员和杨伟钊研究员为共同通讯作者。

2、沙蜥属全基因组系统发育框架与网状演化

在胎生支系研究基础上，团队将范围扩展至整个沙蜥属，通过整合包含两个外群样本在内的26个样本的全基因组数据，重建了高置信度的属级系统发育框架。结果显示沙蜥属可分为三大支系：西亚支系、中亚支系和胎生支系（图2）。研究揭示大耳沙蜥（P. mystaceus）起源于西亚支系与中亚支系祖先间的古代杂交事件，不同模型估计西亚支系祖先的遗传贡献约为38%—51%，为解释大耳沙蜥长期存在的系统位置争议，以及不同遗传数据之间的拓扑冲突提供了依据。

分化时间估算和祖先分布区重建表明，沙蜥属起源于约四千万年前的中亚‒伊朗高原地区，中新世期间先后扩散至青藏高原、戈壁沙漠和阿拉伯半岛。卵生向胎生的转变是该类群成功拓殖青藏高原的关键适应性创新。

该成果以“Whole genome sequencing reveals the phylogenetic relationships and reticulate evolution of Phrynocephalus lizards in Eurasia”为题发表于Molecular Phylogenetics and Evolution（2026, 223: 108664）。博士研究生崔凛为第一作者，杨伟钊研究员为通讯作者。

3、虫纹麻蜥基因组分化与景观适应性

虫纹麻蜥（Eremias vermiculata）广泛分布于中亚干旱区东部，横跨多个沙漠盆地和山地，是研究干旱区景观格局影响种群遗传分化的理想物种。

团队利用GBS简化基因组技术对77个采样点、164个个体进行分析，鉴定出6个与主要沙漠盆地和山地限制区对应的核基因组遗传簇（图3）。核基因组系统发育与线粒体谱系地理格局总体一致，但全基因组SNP数据提供了更精细的种群结构解析。

整合隔离‒阻抗（IBR）、隔离‒距离（IBD）和隔离‒环境（IBE）等模型评估发现，地形阻隔（海拔和土地覆盖）和地理距离是驱动种群分化的主要因素，当代气候变量在控制空间结构后解释的遗传变异有限（调整后R²仅2.1%）。种群历史动态显示，各遗传簇在晚更新世期间分别经历了扩张、稳定和衰退，表明不同区域种群对气候波动的响应存在显著差异。

该成果以“Genome-wide SNP data reveal geographic structure and landscape-associated genomic differentiation in a widespread lizard in arid eastern Central Asia”为题发表于Molecular Phylogenetics and Evolution（2027, 226: 108739）。已毕业硕士生Abid Ali为第一作者，郭宪光研究员为通讯作者。

研究启示

三项研究从不同尺度揭示了干旱‒高寒地区蜥蜴类群的一些演化规律：

杂交在物种形成和适应演化中的重要作用。从大耳沙蜥的杂交起源到胎生支系高海拔拓殖过程中的适应性基因渗入，杂交在驱动多样化和适应极端环境中扮演了重要角色。红尾沙蜥从海拔相对较低的青海沙蜥获得缺氧响应关键基因（如VEGFC），提示适应性基因渗入并非总是从高海拔特有物种流向新迁入者，这一发现拓展了传统认识。

地形格局和景观连通性维持种群遗传结构。虫纹麻蜥的景观基因组学研究显示，天山、北山等山地系统构成地理屏障限制基因流，而低地走廊（如河西走廊）促进种群连通，对理解干旱区生物多样性维持和保护策略制定有参考价值。

基因组数据在解析复杂演化历史中优势明显。三项研究均表明，传统线粒体标记受限于单一遗传模式，难以全面揭示网状演化和不完全谱系分选，而基因组SNP数据能提供更精细的种群结构和系统发育解析，并可定位具体的适应性渗入基因。随着全球气候变化和人类活动加剧，干旱区和青藏高原景观连通性面临威胁，这些发现也为理解物种应对环境变化的遗传潜力提供了参考。

上述研究获国家自然科学基金（32370459、32470466）、第二次青藏高原综合科学考察（2019QZKK0402）、第三次新疆综合科学考察（2021xjkk0600）、中国科学院成都生物研究所自主部署国际合作重点项目（GHZD2025-1）、中国科学院“西部之光”交叉创新团队（xbzg-zdsys-202207）、四川省国际科技合作项目（2024YFHZ0247、2025ZNSFSC0249）、中国科学院海外科教合作中心部署科研合作项目（180GJHZ2024036MI）等项目支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ympev.2025.108404

https://doi.org/10.1016/j.ympev.2026.108664

https://doi.org/10.1016/j.ympev.2026.108739

图1 青藏高原沙蜥属胎生支系的网状演化模式

图 2亚欧大陆沙蜥属的时空演化与大耳沙蜥（P. mystaceus）的杂交起源

图3 中亚干旱区东部虫纹麻蜥基因组分化与地理格局