北京
（來源：科普中國）
轉自：科普中國
在高海拔地區，大自然竭盡全力將哺乳動物拒之門外。這里氧氣稀薄、氣溫常年低于零攝氏度，食物也極度匱乏。但有一種哺乳動物卻比其他任何哺乳動物更適應高海拔生存，那就是安第斯葉耳鼠。這種小型棕色嚙齒動物棲息在智利與阿根廷交界處的尤耶亞科火山頂，海拔6700米，比此前紀錄保持者高出了數百米。
圖片來源：Marcial Quiroga-Carmona
如今，一項7月9日發表于《科學》的研究，揭開了這類嚙齒動物能在極端惡劣環境中安家的秘密。令研究團隊意外的是，塑造它們身體特征的環境壓力不只是缺氧，這些小鼠似乎還進化出了一套獨特的生產方式，用來應對安第斯火山中有毒的食物。
加拿大不列顛哥倫比亞大學的Patricia Schulte評價道：“即便我們自以為摸清了環境選擇的各種因素，大自然依舊能給人帶來驚喜。”
論文共同通訊作者、美國內布拉斯加大學林肯分校的Jay Storz團隊早在2020年就根據登山者報告的線索，在尤耶亞科火山頂發現了四處亂跑的葉耳鼠。Storz說，很難想象“這么小的生物能在這種極端環境中存活”。這里全年氣溫在零攝氏度以下，氧氣含量僅為海平面的44%。此前哺乳動物最高海拔生存紀錄由喜馬拉雅山脈的大耳鼠兔保持，棲息地高度為6130米。
Storz團隊系統研究了葉耳鼠適應高海拔的生理特征。事實上，并非所有葉耳鼠種群都生活在高山上。于是，研究人員對棲息在普納阿塔卡馬高原火山地區的高山葉耳鼠種群，以及生活在智利北部低海拔區域的平原種群進行了比較。在這項研究中，他們共納入了167只安第斯葉耳鼠。
研究人員在實驗室里模擬了低溫、低氧的環境，觀察兩類葉耳鼠的生理反應。結果顯示，相比之下，高山葉耳鼠的產熱能力更強、氧氣攝取效率更高。這兩大關鍵特征能有效防止失溫，保障其在高寒山地維持正常生命活動。
這套適應機制似乎和高海拔地區的其他嚙齒動物截然不同。這些動物依靠分解碳水化合物來產生熱量，因為相比脂肪代謝，碳水耗氧更少，而高海拔地區的氧氣十分稀缺。但研究人員發現，高山葉耳鼠以脂肪作為主要能量來源。
其他高海拔嚙齒動物依靠血液中的血紅蛋白更有效地結合氧氣，維持動脈血的氧飽和度，以此適應稀薄空氣。而安第斯葉耳鼠卻選擇了另一條路，通過加大呼吸的通氣量來維持動脈血氧水平，但這種方式會破壞血液的酸堿平衡。Storz解釋說，葉耳鼠紅細胞內的酶可能發生了改變，能夠減緩二氧化碳排出速度，以此解決了酸堿失衡問題。
研究團隊還對安第斯葉耳鼠的基因組進行了測序，通過統計學分析確定高山種群受自然選擇的關鍵基因。不出所料，他們發現的一些基因與代謝、產熱功能相關。但團隊還發現，這些葉耳鼠演化出專門的基因適應機制，使其能夠吃有毒的食物。像尤耶亞科這樣的火山會持續釋放重金屬與各類有毒物質，而富集毒素的當地植被恰恰是葉耳鼠的食物來源。
美國堪薩斯大學的Allie Graham表示，該研究說明，生物為適應高海拔環境，在克服缺氧之后，下一道生存難關來自生態層面，而不單純是生理層面的。“極端海拔生存絕不只是對抗缺氧，這篇論文的研究視角讓人耳目一新。”
Storz表示，下一步希望能夠區分兩類演化特征，即哪些是高海拔低壓缺氧條件造成的，哪些是火山特殊生態環境帶來的適應性結果。
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
