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没有氧气一样能活,裸鼹鼠用植物的方式代谢

2024-11-25 208

你能想像哺乳类动物不用氧气一样能存活吗?有只奇怪的家伙可要来打破我们对哺乳类动物的既有认知了。

奇怪的生物裸鼹鼠

裸鼹鼠是种全身皱巴巴、没有毛、两颗牙齿外凸的啮齿动物,分布在东非的它堪称世界上最奇怪的生物之一。不仅没有痛觉、不会罹癌、还是唯一具有体温调节功能的冷血动物、极低的代谢率也让裸鼹鼠的寿命是一般老鼠的 10 倍。现在,科学家又帮裸鼹鼠增添了一项奇妙特质:能够在完全没有氧气的环境生存。

没有氧气  照样活18分钟

对人类来说,如果大脑缺氧超过 3 分钟就会受损,几分钟内就会死亡。一个由德国、美国、南非组成的研究团队却发现,一切对裸鼹鼠来说完全不是这么一回事,该研究团队也将他们的发现登在美国期刊《科学》上。

▲ 在洞穴中群聚而居的裸鼹鼠,它们大概以 20~300 只的数量一起生活。研究团队发现,在空气不流通的洞穴中过活并没有为裸鼹鼠带来任何不便。(Source:Flickr/Edward Russell CC BY 2.0)

在密不透风的地洞生活也没问题

研究团队会注意到裸鼹鼠的无氧生存能力是源自于它们的生活习性。在大部分的时间里,裸鼹鼠都以一次百来只的数量挤在密不通风的地洞里生活,虽然地洞里的氧气明显不足,但里头的裸鼹鼠看起来却悠然自得,也让研究团队决定测试裸鼹鼠的耐氧极限到底在哪里。

完全没注意到空气变了

在第一轮实验中,当研究人员把空气中的氧气调降到 5% 后,实验室老鼠在 10 分钟内立刻死亡,但裸鼹鼠却好像完全没注意到氧气变稀薄了,研究人员帕克(Thomas J. Park)形容,在 5 个小时的时间里“它们甚至没有睡觉”。

陷入昏迷  但是还活着

当空气中的氧气降至 0% 时,实验室老鼠和裸鼹鼠均陷入昏迷,虽然裸鼹鼠的心跳从一分钟 200 次下降至 50 次,它们却还是可以在神经系统没有受损的情况下存活 18 分钟,而实验室老鼠则是再也没有恢复意识。

▲ 美国空军部队的成员正在进行水中闭气训练。一般来说,人们可以透过后天训练的方式让自己闭气超过 10 分钟,但前提是要有一定的心理准备。(Source:By Senior Airman Ryan Crane [Public domain], via Wikimedia Commons)

▲ 裸鼹鼠的另一个特点是具有繁殖分工的动物社会性,在它们的社会中,有一只专门负责所有生殖的“女王”,并且由 2~3 只雄性负责交配。(Source:Flickr/Mark Dumont CC BY 2.0)

用果糖代谢  不是葡萄糖

让裸鼹鼠恢复意识的重点就是在这 18 分钟里,裸鼹鼠血液中迅速升高的果糖。研究发现,有别于人类在代谢时没有氧气就几乎不能转换能量的葡萄糖,在缺乏氧气时,裸鼹鼠能以果糖代为维持代谢系统的运作。

裸鼹鼠跟植物一样

然而,与人类同属哺乳类的裸鼹鼠,却可以在没有氧气的情况下转而使用果糖来代谢──虽然转换效率一样不高,却能够让它们稳定生存下去,过去科学家只有在植物发现一样产生的代谢方式。

第一次有哺乳类可以这么做

有参与研究的莱温(Gary R. Lewin)表示:“我们的研究第一次发现哺乳类动物可以把果糖转换成生存燃料。”

▲ 一只裸鼹鼠被园方放到白色的图画纸上,准备尽情挥洒上头的颜料。(Source:Flickr/Smithsonians National Zoo CC BY 2.0)

能应用在人体上吗?

虽然说适用在裸鼹鼠的生存方式能不能应用在人体仍有待商榷,但是研究人员雷兹尼克(Jane Reznick)指出,如果他们有办法理解裸鼹鼠把这些果糖储存在哪里、甚至是如何在体内制造果糖(不过雷兹尼克认为这个情况会让一切变得更奇怪),也许就有办法治疗因为心脏病而出现缺氧危机的病患。

为奇妙特性再添一笔

至于研究团队所发现裸鼹鼠的无氧存活能力,能在它众多奇妙特性中排名第几呢?没有参与研究的生物学家麦克莱伦(Grant McClelland)打趣地说:“非常高。我会说和不会罹癌并列第一名。”

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  • Naked mole-rats are now even weirder: Without oxygen, they live like plants
  • How Naked Mole Rats Can Survive Without Oxygen for 18 Minutes

(本文由 地球图辑队 授权转载;首图来源:达志影像)

2019-03-14 11:31:00

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