松鼠都是怎样过冬的呢 这么冷北极地松鼠不吃不喝
冬眠时的北极地松鼠(Urocitellus parryii):呼吸1次/分钟,心跳5次/分钟
北极地松鼠(Urocitellus parryii) 在零摄氏度以下的严冬,不吃不喝,冬眠长达8个月。
在冬眠时,它们的身体处于生存极限,几乎徘徊在死亡边缘。
它们是如何做到的呢?
最近,美国费尔班克斯大学的生化学家萨拉里采及其同事在《自然-新陈代谢(Nature Metabolism)》杂志上发表了一篇论文,探讨了这个问题。
通过研究松鼠体内物质的变化,研究人员认为:
北极地松鼠靠循环利用自身肌肉的分解产物度过漫长的冬眠期。
在冬眠过程中,北极地松鼠要经历多次深度蛰伏状态。
所谓的深度蛰伏状态,类似于假死,呼吸频率仅为1次/分钟,心跳5次/分钟。
地松鼠在冬眠时每隔2、3周会苏醒一次,苏醒持续时间约为12-24小时。在短暂苏醒时,地松鼠体温升高并颤抖着入睡,依然不吃、不喝、不排泄。
里采说:为了监测松鼠的身体化学变化,我在黑暗、寒冷且绝对安静的房间里工作,被冬眠的松鼠包围着。
她定期为松鼠进行插管采血。
在处于深度蛰伏状态时,松鼠身体的化学信号显示其骨骼肌在慢慢分解,释放含氮化合物,这种化合物是生成肌肉蛋白质的重要元素。
但是我们知道,对于冬眠动物,包括松鼠来说,在冬眠时要保有一定的肌肉质量。
所以,科学家们想知道:
松鼠们在冬眠时要建立新的蛋白质存储吗?如何建立呢?
研究人员通过追踪动物体内的氮流找到了线索。
他们让松鼠摄入一种用同位素标记的“化学鸡尾酒”。
通过研究发现,“氮”转化为了蛋白质的基本单位——氨基酸,在两次深度蛰伏之间的短暂时间内,在动物的肌肉,甚至内脏等其它组织中,蛋白质重新生成了。
通过循环利用来自肌肉的营养,松鼠得以存活并能防止肌肉分解产生的不良后果。
在冬眠过程中,动物体内的氮还会代谢为氨,这个代谢过程会让其接近死亡水平。
相反,北极地松鼠却能将氮转化为新的氨基酸分子。
还有研究指出了微生物菌群的作用。
加拿大环境生理学家詹姆斯斯******尔斯说:
在冬眠时,在动物体表及体内的生长的微生物能回收氮。
一般来说,蛋白质分解产物最终将形成尿——一种需要排出体外的含氮物质。
微生物能清洁尿液并将氮释放回血液。
但是在松鼠体内,肌肉分解后直接转化为氨基酸被回收了。
所以,对于冬眠的北极地松鼠来说,肠道微生物菌群可能不如我们想象中那么重要。
对于冬眠动物的研究,有其实际意义。
冬眠动物不同寻常,它们可以抵御人类无法承受的极限环境条件。
比如,在这些极限条件下,北极地松鼠的抵抗力更强大。
它们的身体和器官不需要充足的血液和氧气。
如果利用冬眠的特性,在极端条件下减缓新陈代谢,那么可能有助于人类挺过难关。
比如,可以应用于常规手术或太空航行等。
可爱的北极地松鼠
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