回声定位作为哺乳动物趋同进化的经典范例，在蝙蝠、齿鲸、猪尾鼠等至少五个远缘哺乳动物类群中独立演化形成。这种非凡的空间感知能力依赖于高度特化的听觉系统和神经处理机制，并展现出惊人的功能相似性，为研究自然选择如何重复塑造复杂性状提供了理想模型。

2025年5月15日，SCIENCE CHINA Life Sciences杂志在线发表了施鹏研究员团队与刘振研究员团队的最新研究成果。该研究首次从表观遗传调控层面揭示了不同回声定位哺乳动物海马脑区存在的分子趋同机制，为理解这一复杂行为的进化起源提供了全新视角。

研究团队创新性地整合染色质可及性测序（ATAC-seq）、转录组测序（RNA-seq）和透射电镜等多维技术手段，系统比较了中华菊头蝠、普通长翼蝠等回声定位蝙蝠与大娄山猪尾鼠的海马区基因调控特征。研究发现，尽管这些物种分属不同哺乳动物类群且独立演化出回声定位能力，但其海马区存在222个共享的开放染色质区域（ACRs），这一数量显著高于随机预期。尤为重要的是，这些共享ACRs在回声定位物种中促进形成了更为复杂的基因调控网络，并与突触可塑性相关通路密切相关。进一步的，研究团队通过高分辨率透射电镜观察到，猪尾鼠海马区的突触密度和线粒体密度均显著高于实验室小鼠，这一结构特征与基因调控网络预测的功能强化高度一致。更具突破性的是，研究首次发现传统听觉相关基因（如SLC26A5、OTOF等）在海马区调控网络中异常活跃，暗示这些基因可能还参与了空间定位等新功能的构建。

该研究在多个方面取得重要突破：一方面突破了传统研究主要关注蛋白质编码基因趋同进化的局限，证实非编码调控区域的进化重复性同样是行为趋同的关键驱动力；另一方面确立了猪尾鼠这一新型模式动物类群的研究价值，其与实验室小鼠相近的遗传背景为未来深入解析回声定位的神经机制提供了理想平台。这项工作不仅为理解复杂性状的进化机制提供了新范式，也为未来揭示回声定位的神经编码原理和演化规律奠定了重要基础。

中国科学院昆明动物研究所施禄也副研究员和博士生马苑硕为论文共同第一作者，施鹏研究员和刘振研究员为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金委、青藏高原二次科考、云南省兴滇英才支持计划等项目的资助。