憋气冠军诞生,沙漠?鱼可“屏住呼吸”五小时!

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沙漠?鱼进化出了一种方式以保护自己免受高温之害,那就是在没有氧气的条件下进行无氧呼吸的非(chao)凡(ji)本(niu)领(bi)。

摄影:JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

撰文:Jennifer S. Holland

“热情难却”

这种被列为极危物种的沙漠?鱼,其实原来的生活环境也不是这样的,原本凉爽而宽阔的湖泊,后来却变成了一系列的小池塘,温度也逐渐升高至35摄氏度。那么问题来了,既然自然环境发生了如此大的改变,内华达大学拉斯维加斯分校的Frank van Breukelen和Stanley Hillyard想要弄明白,它们在过去一万年里到底是如何应对这场生存危机的。

经过研究科学家发现,这种鱼儿似乎通过行为改变来对环境的变化作出反应。例如,它们待在又浅又热的水塘里的时间变得越来越少,而那正是其繁殖的地方。花在繁衍后代方面的时间变少,这当然不利于“鱼丁兴旺”。况且,对于栖息地丧失和非本地物种的竞争而受到严重打击的?鱼来说,鱼丁减少可是个严重的问题。

灵活应变

Van Breukelen表示,随机应变的能力使得这种鱼儿最终幸存了下来。在自然界中,这样的例子还有很多,比如有些动物能够蛰伏或不完全依赖于环境条件生存;还有一些会在食物不够无法让全员活下来的情况下,吃掉自己兄弟姐妹。这意味着,动物能够根据形势需要来作出灵活应变。

那么沙漠?鱼是如何随机应变让自己活下来的呢?Duang,答案便是无氧呼吸。

分解吸入体内的氧气是一种高效的能量产生方式。但该过程在高温条件下会对鱼儿造成危险,因为它会产生大量自由基,名为自由基的化学活性分子会破坏蛋白质、细胞膜和DNA。

?鱼通过在有氧呼吸和无氧呼吸之间进行随机切换来减缓这种伤害(人们在剧烈运动中,由于氧气消耗的速度比它抵达肌肉的速度要快,也会进行无氧呼吸)。在极端情况下,?鱼能进行无氧呼吸五个小时之久。

在此期间,?鱼体内会产生乙醇,之后在无氧条件下将乙醇进一步分解并获得能量。研究人员认为,这种过程是使?鱼能在极端环境中生存下来的部分原因所在。

两害相权取其轻也

如果你认为?鱼只是简单的不需要氧气,那就错了。研究人员发现,为了产生足够能量,?鱼在无氧情况下的新陈代谢速度是有氧呼吸时的15倍。

“有时候,生物体需要两害相权取其轻者,但那并不一定意味着这种取舍是个很好的选择,”van Breukelen说道。“我们认为,这种过程对?鱼来说非常辛苦。”虽然无氧呼吸或许能减少对细胞的伤害,但相对较短的寿命或许就是它们为此要付出的代价。

尽管如此,快速变化的气候可能使得?鱼别无选择,只好选取了这种聊胜于无的解决方案。

Van Breukelen表示,不管寿命是否短暂,这些小小的鱼儿都拥有某些令人印象深刻的能力。“有时候,我们会看到?鱼利用这种利弊兼具的无氧呼吸来游泳。想象一下,谁能够在奋力游泳的同时却无需消耗氧气!那真是有够疯狂。”


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