动物适应性进化的核心就是提高动物本身的生存能力。抵抗外界不良因素对有机体的伤害是动物提高自身生存能力的最基本环节。　　苦味受体作为化学能感觉受体大家族的一员，是一个与食性紧密相关且与外界因素相互作用频繁并受到各种选择压力作用的基因家族。苦味物质与苦味受体相互作用刺激动物做出厌恶反应，进而避免摄入有毒物质。哺乳动物的食性存在巨大差异，苦味受体基因家族也在选择压力的作用下不断演化。本研究结合了进化基因组学、遗传学和体外细胞功能实验分析，从序列水平到功能实验水平全面的阐述了哺乳动物苦味受体基因家族的进化模式。我们的研究发现:苦味受体基因家族在灵长目动物中展现出不断强化的进化模式。首先是在人科动物和狭鼻下目中，苦味受体基因家族成员数量增加，其次，狭鼻下目和类人猿下目共同祖先一对一直系同源基因整体上受到正选择作用，并且灵敏度上升。这意味着高级灵长类可能不仅具有识别更多苦味物质的能力，同时还对某些苦味物质有更高的识别灵敏度。在灵长类化学能受体普遍退化的背景下，我们发现了灵长类中第一个不断强化的化学能感受器受体家族——苦味受体基因家族。此外，在胎盘哺乳类中苦味受体一对一直系同源基因Tas2R38在劳亚兽中产生了新功能。这可能提示着新功能对劳亚兽类有重要价值。我们对这种功能分化的机制进行了初步探究。结果显示，Tas2R38的第三、第六和第七跨膜区协同作用导致了新功能的产生和原有功能的变化。　　冬眠哺乳动物与地下穴居哺乳动物长期生活于高CO2环境中，面临着由恶劣的生存环境和代谢速率降低导致的pH下降的考验。因此，酸耐受能力对于长期生活于高CO2环境中的动物而言极为重要。我们通过分析覆盖了17个目42个科的71种哺乳动物鉴定出了与哺乳动物冬眠酸耐受相关的钠离子通道Nav1.7。我们的研究发现冬眠动物与裸鼹鼠有相似的Nav1.7演化模式和相似的酸耐受机制。冬眠动物Nav1.7的功能趋同在我们分析的73个物种中至少独立发生了6次。这是迄今最大规模的哺乳动物基因功能趋同现象。我们的研究使得现有的关于大进化尺度下表型趋同的分子机制的理解得到了进一步的延伸。　　本文结合了进化基因组学、遗传学、生物信息学和体外细胞功能实验分析，从序列水平到功能实验水平全面的阐述了哺乳动物抵抗外界有毒物质侵害和自身酸积累的机制和进化模式，为仅一步探讨哺乳动物适应性进化提供了新的证据和研究思路。