由巴西圣保罗布坦坦研究所（Butantan Institute）科学家牵头的研究团队公布了迄今最全面的金矛头蛇（Bothrops insularis）基因组测序结果，并将分析重点放在毒液毒素相关基因上。研究指出，金矛头蛇与同属的其他48个物种共享大部分基因组信息，因此相关数据可为响尾蛇属（Bothrops）毒液组成及其演化研究提供参考。论文已发表在《Genome Biology and Evolution》。

金矛头蛇于1921年被描述为不同于大陆响尾蛇（Bothrops jararaca）的独立物种。研究团队在论文中回溯其形成过程称，大约10万年前，该物种在圣保罗海岸外的奎马达格兰德岛（Queimada Grande）与大陆种群隔离，随后在长期隔绝下与大陆近缘种出现显著差异并最终分化。

研究介绍，金矛头蛇具有黄色体色，生活方式偏半树栖，成年后主要捕食鸟类；而大陆响尾蛇体色更暗，通常在地面捕食老鼠等小型哺乳动物。研究同时提到，B. jararaca 于2021年成为首个完成基因组测序的巴西蛇类。

在毒液相关基因方面，研究第一作者、布坦坦研究所博士后研究员Pedro Nachtigall表示，既往实验已显示金矛头蛇毒液对鸟类的毒性强于对哺乳动物的毒性；本次基因组分析未发现毒素基因存在“重大差异”，但不排除某些蛋白质或其较小片段的变化足以增强对鸟类的致死性。

基因组结果显示，金矛头蛇毒液富含与出血及凝血障碍相关的酶和蛋白质，并可能涉及低血压、组织损伤等效应，这些也是大陆响尾蛇毒液的常见作用。

研究团队还报告称，金矛头蛇基因组中的变异分布并不符合随机遗传漂变的特征。布坦坦研究所研究员、研究协调者Inácio Junqueira de Azevedo表示，尽管孤立种群可能因遗传多样性较低而出现随机变化，但研究观察到更具特异性的变异分布，提示存在较强的自然选择压力；这种压力可能与其食性差异或被限制在极小栖息地有关。

金矛头蛇的全部野生种群仅分布在面积约43公顷的奎马达格兰德岛。研究称，该岛在约10万年前最后一次冰期后形成，当时海平面显著上升。

在数据构成上，研究除获得来自该岛一只雄性的高质量完整基因组外，还纳入另外八只个体的较低分辨率基因组数据，其中包括七只野生个体和一只来自布坦坦研究所圈养保护项目的个体。研究人员表示，通过对比不同个体的基因组，可更好评估物种内部的遗传多样性，并为后续比较野生与圈养种群的遗传健康状况提供基础，同时为极危金矛头蛇的保护政策提供科学依据。

转录组与种群历史推断

研究还结合了四只个体的转录组数据，即毒腺产生的分子集合。论文提到，Junqueira de Azevedo在20世纪初作为博士生时曾开展蛇类毒腺转录组研究，研究对象即为金矛头蛇，当时基因测序技术仍处于发展阶段。

研究人员称，相关成果有助于扩展对响尾蛇属毒液的认识，并可能为生物技术应用提供线索，例如抗凝或降血压药物研发。论文举例称，卡托普利（captopril）源自大陆响尾蛇毒液。

Junqueira de Azevedo表示，这类研究不仅关注潜在应用，也用于理解毒液基因的演化过程；在本研究中，研究团队识别到一种毒素亚型可能由既有类型演化而来。

借助完整基因组，研究团队还重建了金矛头蛇的人口历史，并以突变率为基础、在“蛇类每两年一代”的假设下，使用数学模型估算种群衰退阶段及当前预期个体数量。模型结果显示，约10万年前，大陆约14万只种群中的一部分被隔离在后来成为奎马达格兰德岛的山体上；随后出现两次严重的种群衰退，分别可能对应两次岛屿形成事件：一次约在5万年前，种群降至3万只；另一次约在1.1万年前，种群降至1万只。

Nachtigall在论文中表示，尽管无法完全确定，但一种可能情形是：最初海平面上升导致隔离，随后海平面下降使该种群与大陆蛇类再次接触并发生基因交流，之后第二次海平面上升使其永久隔离。

研究进一步估算，在1万年至5千年前间，种群逐步减少至约5千只；这一结果与岛上当前估计约2千至4千只金矛头蛇的数量相符。Junqueira de Azevedo表示，高分辨率基因组数据为种群、进化、保护以及毒液研究建立了更完善的数据库，有助于理解毒素起源及其潜在应用方向。