日前，西北工业大学生命学院卢慧甍副教授课题组与陕西师范大学和中科院昆明动物研究所等多家团队合作，在Nature子刊《Nature Ecology & Evolution》（自然-生态与演化）联合发表论文“Genomic and phenotypic evidence support visual and olfactory shifts in primate evolution”。

在灵长类动物演化和辐射中，其视觉和嗅觉的发展通常被认为是以彼此为代价的，存在一种视觉和嗅觉强弱之间权衡。这种关于视觉和嗅觉功能之间的“权衡”是否存在的争论可以追溯到18世纪最早的关于灵长类演化的进化研究，直至今天。该论文对现生灵长类动物的视觉和嗅觉受体以及相关脑区进行了大规模的功能分析，并预测和分析了各祖先演化节点的受体功能，从而深入探索这一科学问题。该研究通过多系统分析揭示了基因组、分子和神经解剖学特征的共同进化模式，并提出了灵长类感官演化为“重新分配”这一模式更为准确，而不是视觉和嗅觉之间简单的此消彼长的制衡关系。这些发现意味着哺乳动物的感官演化比我们以前所知道的要复杂得多。

图1. 灵长类视觉与嗅觉感官演化的“重新分配”模式

卢慧甍课题组承担了该论文的嗅觉演化分析工作。我们对50种现生的灵长类物种基因组中的上万个嗅觉受体超家族的嗅觉受体蛋白进行了结构和功能预测，通过大规模进化分析与迭代解决了该蛋白质家族因快速进化存在的大量并系同源干扰，从而厘清该家族的蛋白质直系同源进化关系，并预测出灵长类不同演化节点的祖先嗅觉受体的序列与结构，继而开展了针对这些嗅觉受体与数千种可挥发性气味分子配体之间分子结合能的计算。结果显示在简鼻亚目和原猴类灵长类动物演化早期，简鼻亚目灵长类动物的嗅觉受体与气味小分子结合的频谱宽度（可以激活嗅觉受体的气味分子数量）发生了显著性的变化，即敏感性从窄谱型主导的功能结构转变广谱型主导的功能结构，这与灵长类动物祖先视觉演化和昼夜节律改变具有同步性。相反，原猴类灵长类动物保留了敏感的昏暗视觉，并加强了以窄谱型为主导的嗅觉受体功能，这与其嗅觉依赖型种群识别和通讯行为对气味分子的专一敏感性息息相关。

图2.灵长类动物的嗅觉受体与气味小分子结合的频谱宽度随灵长类生物演化发生了显著性的变化

西北工业大学为该论文第二作者单位。陕西师范大学博士生迟海、西北工业大学万家辉硕士和加拿大卡尔加里大学Amanda D. Melin教授为论文共同第一作者，陕西师范大学李钢教授、西北工业大学卢慧甍副教授、陕西师范大学刘洋教授和中国科学院昆明动物研究所吴东东研究员为共同通讯作者，西北工业大学王素芳副教授、博士生张天民等也参与了该工作。本研究得到国家自然科学基金和陕西省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41559-025-02651-5

（文、图：卢慧甍；审核：杨慧）