裸鼹鼠竟然能在无氧环境下5小时还不死,你能憋气那么久么?

“一些现象表明,裸鼹鼠在避免缺氧方面或许是位明星。”生物学家Thomas Park如是说。这也是他敢把一群裸鼹鼠关在仅有百分之五氧气含量的房间里的原因。与之相比,海平面上的大气含氧量约为百分之二十一。而珠峰峰顶处的大气含氧量在百分之六左右。今天,他的实验结果在《科学》杂志上发表了,这些结果特别令人兴奋。

“据我们所知,百分之五的含氧量的特别之处就是它对人类来说是致命的,并且对实验室里的小白鼠来说也是致命的,或许对其他所有生物来说都是致命的,”Park说道,“如果动物们展露出不适的端倪,我们就会终止实验,并将它们移出房间。”

Park和他的同事们预计,在15分钟至20分钟内,裸鼹鼠会逐渐耗光氧气。毕竟,处在相同条件下的实验小白鼠在这段时间内全部死亡。

“实验开始一小时,[裸鼹鼠]看起来十分正常,”Park说,“五个小时之后,我们相信百分之五的含氧量对这些家伙来说不成问题,于是我们决定收工,回家吃晚饭。”

为了弄清楚Park和他的同事们对裸鼹鼠能适应低氧环境的猜测来源于何处,了解这种动物也许会有一定的帮助。

裸鼹鼠是冷血动物。他们享有爬行动物的这一特质,但是其他哺乳动物却并没有。实际上裸鼹鼠不调节他们自身的体温,这一事实意味着它们无需耗费任何能量来保持温暖,因此相对于大多数普通鼠和家鼠它们需要更少的氧气。它们的血红蛋白,或者说血细胞,有着异乎寻常的粘性。那些,它们可以从中分离出氧气。当然,这就是裸鼹鼠的生存之道:多达200-300个居民的复杂的洞穴系统,在里面CO2很会容易积聚。

“在它们的洞穴系统中,”Park说,“氧气水平非常低,而二氧化碳水平则非常高。”

了解到裸鼹鼠能够凭借很少的氧气生存,那么接下来我们要做什么?看看它们是否可以在无氧的环境下生存。

Park与他的同事们把裸鼹鼠放置在无氧的容器中。和一些正常的哺乳动物一样,在三十秒之内,裸鼹鼠就昏倒了。但是不同于家鼠(或你我,这是显而易见的),它们继续进行类似呼吸的运动,持续有四分钟之多。在裸鼹鼠可见的呼吸特征消失后,Park和他的同事们让裸鼹鼠继续在容器中又待了一分钟。但是它们却百折不挠:它们只是在装死

被放出来后的几秒钟内,它们便开始呼吸。在回到窝里的时候,它们的行为正常——看不出任何后遗症。

它们起死回生的秘密是什么?果糖。

人类——和我们的大脑——获取能量依靠葡萄糖,一种非常简单的糖。葡萄糖的优势在于其非常的高效。然而,它的劣势就是它只有在氧气的参与下才能起作用。因此,我们要是缺少氧气,我们的大脑就会能量匮乏,并且很快就会走向死亡。

实际上,果糖无法作为替代品为人类所利用:在我们从一些水果中(或者可能像最近,从一种果糖含量极高的玉米汁甜饮中)吸收果糖时,它们会被肝脏加工,以便能够为我们的身体所利用。在裸鼹鼠那里,情况则大不相同。裸鼹鼠在一些关键器官——大脑和心脏——中有着更多的转运蛋白。并且它们有更多的酶允许它们直接对果糖进行加工。

因此,当一只裸鼹鼠发现她自己处在没有氧气的环境中时,她可能没有足够多的能量东奔西跑并脱离险境——但是她的身体仍然会产生足够的营养,以供应其主要器官,从而保障她得以生还。

对于哺乳动物来说裸鼹鼠的技能都是前所未闻的。但这对于办公室中植物来说就是另一番天地了。

“有件事我们觉得很有意思,裸鼹鼠有着和蚂蚁与蜜蜂类似的昆虫社会结构,”Park说到,“有着类似爬行动物的体温调节系统,并且它们像植物一样代谢果糖。”

Park认为这是因为裸鼹鼠充分利用了人类已经拥有了的身体系统,这个知识很可能转化为一种治疗方案,用以避免人们在心脏病和中风时产生大脑损伤,或者转化为一种针对高海拔旅行者预防药物。由于裸鼹鼠适应低氧环境,它们也不会患肺水肿或许在未来,珠峰的攀登者可以在裸鼹鼠注射制剂的帮助下征服山峰,而非拖着氧气补充设备。

与此同时,裸鼹鼠还会继续做它们讨人喜欢的小奇怪。