头骨都能缩小新研究鼩鼱的身体能缩小11

发布时间:2024/2/16 17:49:45 

在之前的一期文章中,我们介绍过某些种类的鼩鼱(“雷神鼩鼱”)具有非常强韧的脊椎骨,一个成年人用力踩,都不会对其产生太大伤害。

它们的脊骨相对来说很宽厚,有着很厚很致密的海绵骨,而且以互锁的方式连接,当它们收缩肌肉挤压脊椎时,这些脊骨就紧紧连在一起,形成一个坚实的脊椎块。有这种结构的脊骨,鼩鼱就能够蜷缩身体,然后伸直它的脊骨,像千斤顶一样把棕榈树干撑开,捕食里面的昆虫,这种鼩鼱的脊骨能轻松承受一个成年人的身体重量。

此外,某些种类的鼩鼱还有一项更“逆天”的本领,它们能够缩小身体,以节省能量来过冬。

最近发表在《皇家学会开放科学》(RoyalSocietyOpenScience)上的一项新研究中,一组德国研究人员发现,一种学名叫Talpaeuropaea(欧洲鼩鼱)的动物,具备季节性身体萎缩的特征,这被称为“德内尔现象”。虽然这种周期性变化已经被知道70多年了,但其背后的确切原因仍不清楚。

科学家们得出结论,这种现象是对寒冷、冬季温度的反应,而不是食物缺乏。通过收缩,人们相信这些动物可以节省大量能量,使它们能够忍受极端寒冷。

该研究论文的高级作者迪娜·德克曼博士(Dr.DinaDechmann)认为,“德内尔现象为研究个体大脑大小变化提供了一个独特的机会,尽管普通的鼩鼱是经典模型,但在欧洲鼩鼱等其他动物身上证明这一点具有巨大的意义。”令人难以置信的是,这种动物连头骨都能缩小和再生,甚至大脑和其他组织也会随之缩小,这为未来的应用研究提供了无限的可能性。(例如人类断肢再生)

什么是德内尔现象?

德内尔现象是以奥古斯特·德内尔教授(AugustDehnel)的名字命名的,他于年观察了生活在其祖国波兰的索雷克斯鼩鼱的这一过程。他发现,这些动物的头骨大小随着季节的变化而变化,在冬季变小,在春天来临后又变大。

这一现象已经在全球范围内的许多小型哺乳动物中出现,包括白鼬和鼬鼠。这似乎只限于精力旺盛的动物,它们在冬季不冬眠,这意味着任何节省能量的策略都将有益于这些哺乳动物。

虽然尺寸的减小节省了能源,但也带来了一个权衡,迪娜说,这一现象之前已经被证明会影响鼩鼱的认知行为。

这些小型啮齿动物在身体缩小后,表现出了一些最极端的变化,当动物接近第一个冬天时,欧洲鼩鼱的头骨缩小了五分之一,虽然会恢复,但永远不会恢复到原来的大小,但在其他会出现德内尔现象的哺乳动物中,头骨可以长得更大。

近年来,动物身体尺寸的极端变化引起了人们的注意,因为它提供了一种可能的见解,即在动物完全长大后,骨骼和其他组织的发育如何发生根本性变化。人们希望这将有助于为影响人类骨骼和其他器官生长和健康的疾病提供新的医疗方法。迪娜说:“我的同行们有兴趣利用德内尔现象,寻找神经退行性疾病和骨质疏松症的治疗方法。”

虽然德内尔现象主要是在鼩鼱身上研究的,但它们并不完全适合作为模式生物。它们平均寿命只有13个月,因此只经历一次这一过程,因此很难评估环境条件变化对它们的影响。当前研究背后的科学家转而研究平均寿命约为三年的欧洲鼩鼱,看看它们是否能对这一现象提供新的见解。

哪些鼩鼱可以缩小头骨?

研究人员调查了两种鼩鼱,初步研究表明它们可能会出现季节性萎缩。第一种是欧洲鼩鼱,从英国到俄罗斯部分地区的整个欧洲大陆都有发现,还有西班牙鼩鼱,主要分布在在西班牙和葡萄牙。由于这两种鼩鼱生存在不同的气候中,研究人员预测,虽然欧洲鼩鼱在冬季条件最恶劣时会变小,但西班牙鼩鼱在夏季会因极端高温而变小。

研究人员对西班牙和捷克的博物馆收藏的鼩鼱头骨进行了测量,并与它们收集的时间相关联,这使研究人员能够观察到身体大小随时间的变化。他们发现,欧洲鼩鼱的头部在第一年的11月之前会萎缩11%,在春季和夏季会恢复4%,在第二年仍能观察到类似的模式,但程度要小得多。

然而,西班牙鼩鼱头骨的大小在一年中没有明显变化,即使在资源更为稀缺的情况下。虽然资源可能会起到一定作用,但科学家们得出结论,德内尔现象与低温的存在有关。他们还得出结论,这种现象的发生与鼩鼱的生物发育无关,因为不同年龄的鼩鼱在经历低温时表现出相似的变化。

科学家们希望通过评估活动物中的德内尔现象,以及研究它是如何进化的,继续他们的研究。他们还将继续与从事基因组学、代谢组学和蛋白质组学研究的同事们合作,想更详细地了解鼩鼱的行为和能量学如何受到这种现象的影响。




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