作者:凯莱
罗伯逊，《对话》 北美鹿鼠幼崽以一种不同寻常的方式适应了极端寒冷的环境
信用:Shutterstock 现在是2019年初，生物学家杰伊·斯托尔茨正在努力呼吸
他刚刚登上约为珠穆朗玛峰四分之三高的智利火山Llullaillaco的山顶，寻找谣言
在这么高的地方，空气很稀薄，所以氧气不多，每一步都是努力
斯托尔茨的同事马里奥·佩雷斯·马马尼(Mario Perez Mamani)发现了岩石间的运动，斯托尔茨立即采取了行动
他成功地抓住了，然后微笑着坐了下来
在他的拳头里是世界上最高的栖居动物:一只黄色皱褶的叶耳鼠
我是加拿大生物学家，是包括斯托尔茨在内的国际科学家团队的一员；我们研究山顶老鼠，以了解动物如何适应极端环境
当谈到过高生活时，小啮齿动物和兔形目动物(兔子的亲戚)是从安第斯山脉到喜马拉雅山无可争议的高海拔冠军
我们的研究物种，北美鹿鼠，是从海平面到最高的落基山脉的顶峰被发现的，这使它成为大陆上海拔范围最广的哺乳动物
幼时在极端环境下生存 山顶是地球上最极端的环境之一，许多山顶一年到头都非常寒冷
对于小老鼠来说，这可能是个大问题
相对于它们的质量，它们的表面积很大，所以它们很快就失去了热量
生物学家杰伊·斯托尔茨和马里奥·佩雷斯·马马尼捕捉到了一只黄色皱褶的叶耳鼠
大多数温血动物，如鸟类和哺乳动物——恒温动物——利用食物中的能量产生热量，防止体温过低
哺乳动物用肌肉来颤抖，或者用一种叫做棕色脂肪组织的特殊脂肪来产生热量而不颤抖
颤抖的肌肉和棕色脂肪都需要能量和氧气来产生热量
山顶氧气供应不足，但是高海拔的老鼠已经找到了解决这个问题的方法
原产于落基山脉和怀特山脉的北美鹿鼠高地种群已经进化到最大限度地产生热量
它们的棕色脂肪和骨骼肌是燃烧脂肪的机器，它们专门的心血管和呼吸系统提供所需的所有氧气和燃料
最大化产热意味着成年老鼠更有可能在寒冷的山顶生存
为生存产生热量 有些哺乳动物生来就有功能齐全的发热机制
但是对许多物种来说，这些系统在出生后就成熟了
在这些动物中——包括人类和老鼠——棕色脂肪首先成熟，并在早期产生热量
在海平面上，一只小老鼠的棕色脂肪需要大约八天的时间来发育
到那时，婴儿或幼仔的体型已经增加了两倍，并开始长出毛发
再过两个星期，他们就可以离开家了，但是这几个星期很危险
高捕食风险和精力旺盛的生长成本意味着在野外出生的小老鼠只有不到一半能活到成年
一只10天大的北美鹿鼠幼崽
在这个年龄，低地幼犬能够利用专门产生热量的棕色脂肪来保暖
原产于高海拔地区的幼崽已经进化到延迟这种组织的成熟
作者:凯莱·罗伯逊 但是高海拔的老鼠已经进化出了一个惊人的策略来帮助它们度过生命的早期阶段:它们让自己变冷
我们的研究发现，与低海拔地区的老鼠相比，高海拔地区的鹿鼠幼崽的产热系统发育缓慢
当我们观察负责这些特征的基因时，我们发现在棕色脂肪和骨骼肌中，与产热相关的代谢途径在高海拔的幼崽中被关闭，它们不得不依靠母亲取暖
母啮齿动物会在它们哺育幼崽时坐在它们身上，让它们保持舒适和温暖
如果幼崽不能产生自己的热量，每当母亲不在的时候，它们的体温就会慢慢下降
耐寒性 如果我们的体温下降2摄氏度，人类就会体温过低，所以这看起来很危险
但是小老鼠非常耐寒
它们的体温可以下降到接近冰点几个小时，当它们的母亲回来时，体温会再次上升
我们的研究使我们相信，高海拔的老鼠保存它们生长所需的能量，而不是保持温暖
寒冷和低氧的结合意味着大多数哺乳动物婴儿(从人类到老鼠)在高海拔地区无法正常生长
鹿鼠能够在高海拔地区存活到成年，因为它能够减缓新陈代谢活动并保存能量
由于这是成年鹿鼠使用的完全相反的策略，我们的工作强调了如果我们想了解一个物种是如何进化的，研究幼小动物是多么重要
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