蝙蝠是唯一能够真正飞行的哺乳动物，这一能力的进化一直令科学家着迷。达尔文在《物种起源》中曾感叹，从不能飞的原始哺乳动物进化成能飞的蝙蝠是“不可思议的”。近日，中国科学院昆明动物研究所张亚平院士及其博士生沈永义从能量代谢角度揭示了蝙蝠飞行起源的机制，相关成果发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

飞行是一种高能耗运动，其能量消耗是奔跑的3至15倍。因此，除了骨骼和肌肉的形态变化外，蝙蝠还需要高效的能量供应系统来满足飞行的需求。线粒体作为细胞的“能量工厂”，通过氧化呼吸链提供生物体95%的能量，是动物运动的“发动机”。研究团队推测，线粒体产能系统的进化与蝙蝠飞行能力的起源密切相关。

通过全基因组比较分析，研究人员发现，在蝙蝠飞行能力的起源过程中，线粒体的氧化呼吸链基因受到正选择，并且线粒体与细胞核编码的基因发生了协同进化，以适应飞行对能量需求的急剧增加。这一发现揭示了能量代谢系统在飞行进化中的关键作用。

美国科学院院士David M. Hillis评价道：“该研究十分出色且令人兴奋，对了解线粒体的分子生物学和进化，以及飞行的分子适应机制有广泛的意义。”有趣的是，该团队2009年对鸟类的研究也发现，线粒体基因组的选择压力与动物运动能力密切相关，进一步支持了能量代谢在运动进化中的核心地位。