好评的海南彩票注册_ 最丑哺乳动物:不得癌症、或不衰老,但呼吸新鲜空气会发疯

  • 时间:
  • 浏览:2
  • 来源:今日新闻-热点新闻-头条新闻

以下文章来源于环球科学 ,作者环球科学

裸鼹鼠(图片来源:史密森尼国家动物园)

裸鼹鼠作为哺乳动物中的 " 奇葩 ",不仅长相独特,它们的一系列生理特征也令科学家惊讶不已。最近,在一项好评的海南彩票注册发表于《当代生物学》的研究中,科学家又发现了裸鼹鼠的一项奇异特性:作为唯一一种完全群居性的哺乳动物,它们挤在一起,是为了在高浓好评的海南彩票注册度的二氧化碳环境中生存。

撰文 | 石云雷

编辑 | 吴非

特殊的哺乳动物

相比于绝大多数哺乳动物,裸鼹鼠(Heterocephalus glaber)的众多奇特之处常常令科学家感到惊讶。

首先,正如其名,裸鼹鼠全身褶皱的皮肤裸露在外,再加上突起的 " 龅牙 ",裸鼹鼠的外貌极具特色,在好评的海南彩票注册读者群中的评价也两极分化。它的视力低下;对酸和辣引起的酸痛以及灼痛感,没有反应能力。

如果说上述特征让你觉得不过尔尔,那么裸鼹鼠的这些生理学特性一定令你羡慕不已。它们的寿命远超其他啮齿类动物,并且人们至今尚未发现它们衰老的迹象。也就是说,裸鼹鼠是不符合预测哺乳动物死亡的冈珀茨(Gompertz)模型的特例。

一些研究发现,裸鼹鼠的 DNA 修复能力极强,且伴侣蛋白(chaperones)含量高,能避免蛋白出现折叠错误。而裸鼹鼠体内透明质酸的含量更高,抑制细胞快速分裂、防止细胞过剩,抑制癌细胞的生长和扩散。因此,人们至今没有找到裸鼹鼠患癌症的证据。

裸鼹鼠的社会行为同样特殊,它们是唯一一种已知的完全群居性哺乳动物。类似于蚂蚁、蜜蜂,裸鼹鼠群体包括裸鼹鼠王后、负责繁殖的雄性鼠以及工鼠。多达数百只的裸鼹鼠能同时居住在一个巨大的地下洞穴中。而幼年的裸鼹鼠更是会在排泄区滚来滚去,一是为了获得群体的标记气味,二来通过食用成年鼠的粪便获得能帮助它们消化硬根和块茎的肠道细菌。

但看到这里,不知你是否会有一个疑问:在缺氧、空气流通不畅的地下环境中,如此密集的裸鼹鼠是如何生存下来的?就人类而言,当我们好评的海南彩票注册严重缺氧时,会出现脑损伤甚至休克。而科学家已经发现裸鼹鼠能在高浓度的二氧化碳环境中生存,甚至在无氧的条件下也能存活 18 分钟之久。最近,一项发表在《当代生物学》上的新研究发现,一个特殊的基因突变,使得它们可能不得不生存在高浓度的二氧化碳环境中。

关键的基因突变

在残酷的自然界,动物能通过基因突变和基因重组,实现物种演化以适应环境。其中,基因突变是一个完全随机的过程。在人类基因中的很多突变,都会导致严重的生理缺陷或疾病。而裸鼹鼠的生活方式与绝大多数哺乳动物不同,也正是因为它们体内出现了一种罕见的基因突变。

非洲裸鼹鼠生活在东非沙漠中的地下洞穴中。研究人员发现,当它们远离群体,离洞穴口越近时,越容易癫痫发作。而这一症状出现的原因,通常是大脑中的神经元异常放电。通过检测非洲裸鼹鼠的基因组,研究人员发现一个名为R952H的基因变体,突变的位点位于其 22 号外显子上。

这一基因在哺乳动物中高度保守。目前,研究人员只在裸鼹鼠和少数人类中,发现了这一基因变体。正常情况下,这一基因表达的钾离子 - 氯离子共转运体 2(KCC2)主要负责在神经细胞膜表面跨膜转运氯离子。当上游神经元将抑制性的神经信号传递给下一个神经元时,神经突触前膜会释放神经递质 GABA,并被突触后膜(下一个神经元上)的受体接收,这时 KCC2 转运体能将膜外的氯离子运输到膜内,抑制神经元的活动。

但是,在基因变体 R952H 产生的 KCC2 转运体中,有一个精氨酸(Arg)被组氨酸(His)替换。当神经抑制结束后,KCC2 转运体不能将氯离子重新运输回膜外。随着时间的推移,氯离子无法排出,因此在神经元内不断积累,这时神经递质 GABA 将无法对下游神经元产生抑制作用。这可能会导致神经元异常放电,在室温条件下导致裸鼹鼠癫痫发作。

但在裸鼹鼠居住的地下洞穴中,这里的氧气含量较低,而二氧化碳浓度会升高,并足以让裸鼹鼠出现高碳酸血症。这一症状能抑制鼹鼠体内神经活动,抵消由 KCC2 转运体功能降低导致的神经元异常放电。因此,高浓度的二氧化碳环境能将裸鼹鼠的神经活动维持在一个稳定的状态。

环境温度为 42 ℃时,2.5% 的二氧化碳能抑制裸鼹鼠产生癫痫。

基因改变生存环境

依照通常的理解,我们会认为环境通过筛选物种体内的基因,使更能适应的物种生存下来。但在裸鼹鼠中,更像是它们体内的这一突变基因,让它们选择了能生存下来的,特殊和单一的环境。当这些裸鼹鼠想要走到洞穴外,靠近更新鲜、富氧的空气时,它们大脑中的神经活动开始出现异常。而后续可能出现的癫痫,使得它们选择了留在拥挤的洞穴中。

研究人员表示,非洲裸鼹鼠大约在 3500 万年前开始演化。当这一关键基因的突变使得裸鼹鼠无法生活在食物来源丰富的地表,它们通过演化出类似于蚂蚁和蜜蜂的群居性生活方式,并且实现了物种的延续和繁殖。尽管生活方式特殊、具有争议性的外表和几乎没有视力的眼睛,但这并不妨碍它们在适合和特定的环境中生存下来,并且寿命远长于其他啮齿类动物。

这项研究不仅有助于进一步认识裸鼹鼠,还能让人类从中获益。还记得前文说到,拥有这一突变的除了裸鼹鼠,还包括少数人类吗?在人体内,这一基因变异通常会导致携带者出现高热惊厥、癫痫、自闭症谱系障碍和精神分裂症。而基于这项新的研究,人们或能找到更好的治疗方式,帮助具有相同基因变异的人。

论文链接:

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822 ( 20 ) 30478-4

参考链接:

https://www.sciencealert.com/when-naked-mole-rats-don-t-have-enough-carbon-dioxide-they-get-seizures

本文经授权转载自环球科学(ID:huanqiukexue),如需二次转载请联系原作者

欢迎转发到朋友圈。

猜你喜欢

好评的海南彩票注册_ 最丑哺乳动物:不得癌症、或不衰老,但呼吸新鲜空气会发疯

以下文章来源于环球科学,作者环球科学裸鼹鼠(图片来源:史密森尼国家动物园)裸鼹鼠作为哺乳动物中的"奇葩",不仅长相独特,它们的一系列生理特征也令科学家惊讶不已。最近,在一项&#

2020-05-23