精子质量是决定雄性鸟类适合度的重要因子，同时也是鸟类种群健康发展的关键因素。然而，环境重金属污染可通过造成氧化应激、dna损伤、免疫能力下降等途径直接或间接地损伤鸟类精子，因此，鸟类需要适应重金属污染环境从而维持雄性个体的适合度及整个种群的正常繁殖与发展。目前，关于环境污染条件下鸟类精子快速适应性进化的分子机制尚不清楚。
在前期研究发现重金属污染环境下树麻雀（passer montanus）精子长度及运动速度都发生适应性升高的基础上，兰州大学生命科学学院、甘肃省环境生物监测与修复重点实验室张迎梅教授团队综合利用基因组学及转录组学技术，进一步解析了树麻雀精子快速适应性进化的分子机理，相关研究结果近期以“duplicate genes as sources for rapid adaptive evolution of sperm under environmental pollution in tree sparrow”为题发表在国际权威期刊molecular ecology上（原文链接：http://doi.org/10.1111/mec.16833）。
该研究工作通过对重金属污染样地（by）和对照样地（ljx）生活的树麻雀进行基因组及精巢转录组测序，结果发现：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶pim1可能与环境重金属污染下树麻雀精子快速适应性进化有关。进一步分析发现，在哺乳动物以及家鸡中保守的、单拷贝的pim1在树麻雀基因组内发生了大规模的扩张，其复制方式主要为串联复制和染色体片段复制。同时，与家鸡单拷贝的pim1相比，在树麻雀基因组内发生复制的pim1的组织表达模式也发生了变化，呈现出精巢特异性表达模式，这表明其功能可能与雄性生殖相关。此外，pim1所在的基因组区域受到了正选择，且pim1整体表达水平在污染样地树麻雀的精巢中显著升高，这与该团队前期研究发现的更长、运动速度更快的精子表型之间存在相同的趋势。研究结果表明在树麻雀物种进化历史中复制产生的大量pim1能够在环境重金属污染下为树麻雀适应胁迫环境提供遗传变异材料并驱动精子快速适应性进化。
兰州大学生命科学学院张迎梅教授为该论文的通讯作者，博士研究生王圣楠为论文第一作者，兰州大学博士研究生杨文治、申悦、林钊存，硕士研究生张胜，中国科学院动物研究所副研究员宋刚为论文共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金及甘肃省优秀博士生项目的资助。
张迎梅教授团队长期致力于环境动物学和生态毒理学研究工作，近三年（2020-2022）在环境重金属污染对树麻雀种群繁殖生态、食物组成、免疫能力、遗传多样性及雄性生殖功能的影响效应及机制研究等方面取得了系列成果，相继发表于science of the total environment（3篇），environmental pollution，chemosphere，ecotoxicology and environmental safety等国际权威期刊，相关论文链接如下：
