动物迁徙是自然界最壮观的现象之一。通过在广阔时空范围内追踪资源，迁徙动物能够在繁殖地与越冬地之间往返，以适应季节性环境变化。不同种群可表现出完全迁徙、部分迁徙或全年留居等不同策略，而这些策略背后反映的是时间、能量和环境风险之间的复杂权衡。近年来，研究发现新的迁徙路线能够在较短时间内出现，可能与环境变化、社会学习或种群扩张有关。然而，迁徙路线快速改变后，动物如何通过行为调节和飞行生物力学变化来适应新的迁徒需求，这一关键问题仍未得到清晰解答。

鸿雁（Anser cygnoides）是家鹅的祖先，为东亚特有的迁徙水鸟。历史调查显示，北京及周边地区仅记录到鸿雁越冬或过境，未发现本地繁殖证据。但近年的野外调查则在北京周边记录到繁殖期种群的存在，提示这里可能已形成新的繁殖种群。鸿雁在中国被列为国家二级重点保护野生动物，并已被IUCN红色名录重新评估为“濒危（Endangered）”物种，厘清鸿雁北京种群的起源、迁徙路线和适应机制，不仅具有重要科学意义，也对保护管理具有现实价值。

近日，中国科学院动物研究所詹祥江实验室在Science Bulletin期刊上发表题为《Rapid behavioral regulations facilitate the formation of a novel migration route in swan geese》的研究论文。该研究综合全基因组重测序、GPS卫星追踪、三轴加速度计数据以及历史气候和土地利用重建，揭示了鸿雁北京繁殖种群的起源与迁徙特征，并进一步发现：快速的行为调节及其对应的飞行生物力学变化，可能帮助这一新建种群在较短时间内形成了新的迁徙路线。

研究团队在2020年和2022年繁殖季节，于北京麋鹿生态实验中心周边区域为16只自然繁殖的鸿雁安装了GPS追踪器，并持续监测至2024年11月，共获得16只个体的16万余条高质量定位数据。结果发现，其中10只个体完成了秋季和春季迁徙，另有5只个体在整个冬季留居北京：首次为鸿雁北京种群存在部分迁徙现象提供了直接证据。次年春季，越冬于鄱阳湖的个体大多返回北京并在此繁殖，表现出较强的繁殖地忠诚性，从而表明北京地区已经形成一个稳定的鸿雁繁殖种群，其迁徙路线与此前报道的东亚其他鸿雁种群明显不同。

为追溯这一北京种群的来源，研究人员采集了北京及蒙古多个繁殖地的野生鸿雁样品，开展全基因组重测序分析，并纳入中国东北个体、福建越冬个体及家养鸿雁进行比较。种群遗传结构分析、主成分分析和系统发育分析一致表明，北京鸿雁分化为一个独立的遗传种群，且与家养个体明显分离，但是与蒙古东部和中国东北的野生种群关系更近。进一步的种群历史重建显示，北京种群很可能是在过去约一个世纪内，从东蒙古祖先种群中分化出来的。这一分化时间与北京及周边地区20世纪初以来显著的环境变化相吻合，包括区域增温以及水稻田和灌溉农业用地扩张。这些环境变化可能为鸿雁在北京地区建立新的种群创造了良好的生态条件。

研究团队通过比较北京与蒙古东部鸿雁种群的迁徙行为发现，北京种群采取出发晚、距离短、停留少但速度快的高效迁徙策略，而蒙古种群则依赖多次停歇补给，表现出更节能的分阶段模式。GPS与加速度计数据显示，北京鸿雁在迁徙中拍翅频率更高、振翅幅度变化更小，这一差异不受风力条件影响，属于种群层面的稳定特征。能量学分析表明，两个种群在飞行效率与能量消耗间采取了不同的权衡方式：北京鸿雁以更高能耗换取更快的持续飞行能力，而蒙古鸿雁则维持节能飞行以适应长距离迁徙。这些飞行运动学差异仅在迁徙期间显著出现，提示北京种群具备面对时间压力时快速调节行为的能力。

研究还进一步分析了北京鸿雁种群秋季迁徙出发的环境触发因素。结果表明，太阳辐射、风速、温度和潜在蒸散发等环境变量的短期下降与迁徙开始密切相关，说明北京鸿雁种群能够对快速变化的季节性环境信号作出精细响应，并可能在相对有利的飞行条件下启动迁徒。

该研究表明，北京地区繁殖的鸿雁种群代表了一个近百年来新形成、遗传上独立的种群，它们不仅建立了新的繁殖地，还在较短时间尺度内形成了不同于其他东亚种群的迁徙路线。更重要的是，研究从机制层面揭示了：快速行为调节及其对应的飞行生物力学变化，可能是新迁徙路线形成的重要基础。这一发现将迁徙路线变化与行为适应、飞行能量学和环境响应直接联系起来，为理解迁徙动物如何应对快速气候变化和人类活动影响提供了新的机制框架，也为东亚迁徙鸟类的保护管理提供了重要科学依据。

中国科学院动物研究所谷中如副研究员、龙娟博士、博士研究生史新颖为该论文的共同第一作者，中国科学院动物研究所詹祥江研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、博士后创新人才支持计划、中国科学院、中国科学院动物研究所的共同资助和北京市园林绿化局、北京麋鹿生态实验中心的大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.03.053