严冬来袭,松鼠可不会瑟瑟发抖!

具有冬眠习性的哺乳动物中,至少有两种的中枢神经系统极为奇特,使得它们可以无视寒冷。
 
严冬来袭,松鼠可不会瑟瑟发抖!
北美洲绝大多数的草场都有条纹松鼠的身影,这里冬天的低温可不是闹着玩的。供图:THE GRACHEVA LAB
 
撰文:Jason Bittel
 
  具有冬眠习性的动物就能安然过冬,不会感冒了吗?
 
  这个问题看起来很傻,但科学家还是想彻底弄清其中的奥秘,例如熊、蝙蝠和蛇等动物是如何熬过冬天,而没有冻死的。
 
  一项最新研究表明,或许有些冬眠动物并不像人类那样能感知冬天的严寒。
 
  “如果把小鼠或者人类的神经元暴露在低温中,它们可不能忍。” 耶鲁大学医学院的神经生理学家Elena Gracheva说道。
 
  但当Gracheva及其同事把条纹松鼠和叙利亚地鼠暴露在实验室的低温环境时,它们的TRPM8离子通道仅发生了极为微弱的活动。该通道是神经系统的一部分,与感知冷暖有关。
 
冷暖可知?
 
  在另一项试验中,科学家分别给条纹松鼠、叙利亚仓鼠和小白鼠出了道选择题,要么待在30摄氏度的试验平台上,要么待在30摄氏度到0摄氏度之间不停变化的试验平台上。
 
  这些具有冬眠习性的动物更倾向于暖和的试验平台,但它们也试探了较冷的平台,前两者看起来并没有受到温度变化的影响。
 
严冬来袭,松鼠可不会瑟瑟发抖!
正在接受变温平台试验的叙利亚仓鼠。供图:THE GRACHEVA LAB
 
  但小白鼠对较冷平台的反应剧烈得多。Gracheva回忆道:“它们用一只爪子挠了挠平台,顿时不太愉快,仿佛在说:‘我才不要去这里,冻死本鼠了。’”事实也证明了她的推测,小白鼠在该平台首次‘遇冷’后,再也没有触碰。Gracheva的研究成果发表在12月19日出版的《细胞报道》(Cell Reports)期刊上。
 
  那么,条纹松鼠、叙利亚仓鼠和小白鼠在试验中的不同表现说明了什么呢?
 
  Gracheva及其同事起初认为或许冬眠动物的神经系统中仅有较少的冷感细胞。但在对部分样本的脊椎进行解剖化验后发现,条纹松鼠和叙利亚仓鼠的冷感细胞并不少,它们的冷感像是开关闭合了一样,失效了。“它们或许能感受到些许的冷度,但据我观察,它们对于试验中的低温毫不在乎。”她说道。
 
生与死
 
  对冬眠动物来说,能否忍耐寒冷是十分重要的。为了熬过食物匮乏的寒冬,它们必须进入冬眠,而且要先经过一系列的生理调整,例如降低体温、心率和呼吸频率等等。
 
  所以,它们的中枢神经系统若是进化了出抵御严寒的新技能,一点也不奇怪。
 
  Brian Barnes是阿拉斯加大学费尔班克斯分校的北极生物研究所负责人,主要研究北极地松鼠和北极熊的冬眠特性。他认为冷感上的缺失将引发另一个有趣的讨论,感知低温是部分动物开启冬眠模式的方法之一,那么条纹松鼠和叙利亚仓鼠又是如何寻找进入冬眠的切入点的呢?
 
极端生物
 
  Barnes认为冬眠帝国的这些臣民在冷感方面应该具有某个极限。随着气温降至零下,它们的大脑可能或多或少变得兴奋,那时一身的“浓密大衣”、脂肪和地洞将派上用场。
 
严冬来袭,松鼠可不会瑟瑟发抖!
一只条纹松鼠蜷曲在小窝里,当然这种动物也会在地下洞穴休息和产仔。供图:THE GRACHEVA LAB
 
  Gracheva希望在她的下一个项目中深挖冬眠动物的奥秘,争取获得条纹松鼠和叙利亚仓鼠赖以抗寒的基因,并将其注入小白鼠做进一步试验。在她看来,这一方面的深入研究有助于帮助人类医学的推进,例如因感冒引起的神经病变,以及用于移植的器官存储在冷冻时遭到的损害。
 
  她总结道:“像条纹松鼠和叙利亚仓鼠这样的极端生物将极有可能为我们带来生物学上的新见解,进而造福人类。”
 
(译者:清泉石上流)
 
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