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一只不怕癌症、不惧缺氧、长寿又命硬的裸鼹鼠,会怎么样死去?

已有 2146 次阅读 2018-4-8 20:56 |系统分类:科普集锦

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丑萌预警:上图可见全文颜值


我们常说,萌即是正义。

无论是大熊猫、考拉、虎鲸、企鹅……都凭着博得了人们的关注。


相较之下,不萌的动物得到的关注少得多。

凡事有例外,裸鼹鼠——不拼颜值拼才华。



不长皮毛又皱巴巴的皮肤、使用过少而退化的小眼睛、形如腊肠的身躯,再加上四颗位置突兀的龅牙……


裸鼹鼠是最丑的鼠类,没有之一。



不过它们虽丑,却有着其他哺乳动物所没有的特殊能力。


它们生活在地道中,过着和蚂蚁、蜜蜂一样的群居生活。


不仅能在氧含量极低的地下环境生存,即使是无氧环境,它们也可以再“屏息”18分钟。



而且,它的寿命比多数鼠类长10倍。

因为能够抑制癌细胞的增长,连癌症都不怕。


更有研究证明,它们无论1岁还是15岁,永远都只有万分之一的死亡概率。

这也就意味着,它有着超强的抗衰老能力,堪称征服了死亡的生物。


真不是本来就看着老,所以抗衰老


那么这么厉害的生物,会如何死去呢?


___________


一只裸鼹鼠将怎样度过自己的一生?

当小裸鼹鼠出生时,它将在所有族员的簇拥下成长。



特殊的生存环境赋予了它丑的资本。

暗无天日的环境导致它们眼睛和外耳退化。


没有了眼睛,它判断方向就只能靠“触手”。

裸鼹鼠从头至尾有着多达40根长毛,这些长毛是它的触觉器官,凭此清楚地判断方向。


清晰可见的长毛清晰可见的长毛


不过这也不能当作裸鼹鼠长得丑的借口。

裸鼹鼠所属的滨鼠科,都是一群喜欢地下生活的啮齿类动物。


它们大多门齿大而突出,用于挖洞,身体圆柱形,四肢短小,利于洞内行走。


但这个属里的达马拉兰鼹鼠就凭着毛茸茸的外表,扳回一城。


小拉达自认为很萌


小裸鼹鼠大约36天后即可断奶,随后投入到工作中去。


因为裸鼹鼠是真社会性动物,而且是高等动物中仅存的两种真社会性动物(另一种是比它萌的达马拉兰鼹鼠)。


所以它的性别很重要,如果它是雄性中的强者,就能成为女皇的后宫佳丽。

如果它是个雌性,就得作为工鼠辛苦的劳作。

如果是能力不足的雄性,那也去劳作吧。



真社会性物种大概有17000种,大多数是我们所熟知的蜜蜂、蚂蚁。


许多动物不具有社会性,“一个鹿群就是一群鹿”,它们仅仅因为机缘巧合聚在一起。


像人类则是有着“社会”价值观,懂得合作、互利,就能够发挥出团体的力量。


而真社会性动物则走得更远,它们聚居成群,合作照料后代,子代亲代之间有重叠,乃至愿意为了群体终身劳作放弃生育权。



真社会性动物在早期演化阶段时,群体中的成员会趋向拥有相近的血缘关系。

相近的血缘关系让它们愿意为了群体延续牺牲,展现出了利他主义。


也有观点认为,动物会以群体为单位进行自然选择,所有个体都选择了最大化群体利益。

因为群体内部竞争的利益,远不如群体与群体间竞争的利益。



但放在裸鼹鼠的社会中,这种趋势就变得有些奇怪。


是什么让其他裸鼹鼠,甘愿以“仆从”的身份生存,乃至放弃生育的权利?


科学家的研究发现了女皇的神秘手段——粪便、尿液,或许能够解释少许。



女皇的尿液中有一种信息素能够抑制雌性仆从排卵。

而在分娩期间,又会产生高水平的雌激素——雌甾二醇*。


以吃女皇尿液、粪便为生活调剂的仆从们,在丧失生殖能力的同时,还会对幼崽极为关切。


女皇通过排泄物转移了养育责任,在静养约81天后,又可以进行下一次生育。


*注:雌甾二醇广泛存在于高等动物体内,对于人类而言也是主要雌激素。作为女性体内占主导地位的性荷尔蒙,能增进和调节女性器官及副性征的正常发育。


一只正在喂食的裸鼹鼠后


仆从不都是负责哺育后代,也有负责抵御外敌,或是负责寻找食物。


它们四处挖洞,地底挖掘所耗费的能量比行走耗费高处3500倍之多。


对此它们也没有什么特殊的技巧,全凭运气。


门牙刨土


它们唯一的策略,就是一窝几十到几百只裸鼹鼠,分头寻找食物。


所幸它们生活在东非,东非的植物为了适应当地环境都会努力深入地下,长出更大的块茎。


只要发现一个和自身体型相近大小的块茎,就够全窝吃上一周。

虽然它们阶级严明,不过食物分配倒是非常的公平。



只是在挖地时所耗费的能量,也得从其他方面节省回来。


哺乳动物一般都是恒温,而它们选择放弃了保持体温,做一只省事的变温动物。


为了温度,天热时它们就缩到地底深处的寒冷洞穴降温,天冷就在地表的温暖洞穴里抱团取暖。



作为雄性的一生,不然辛苦劳作,不然成为精子产出机负责生育。


但如果是一只雌性,那它还有一次改变丑生的机会。


当女皇去世后,雌性之间就会爆发仅有的族内战争,年轻有力的胜利者将成为新的女皇。


继承前女皇的后宫,还有至死方休的生殖任务。



与所有真社会性动物相似,它们的生活毫无趣味可言。

更惨的是,它们还有着远超其他鼠类的生命长度。


在实验室中,它们可以存活长达30年,是多数鼠类的10倍左右。

即使在环境恶劣的户外,只要不被蛇类天敌一锅端,也能活到17年之久



也正是它漫长的寿命,让它成为实验室新宠。


调查裸鼹鼠寿命是一件费时的事,最早记录的31年(圈养)数据来自动物学家罗谢尔。


罗谢尔从年轻时开始,先后记录3000多只裸鼹鼠的出生日期和死亡时间。

31年寿命的那只是1980年在野外捕获的标本,直到2010年才逝去。


罗谢尔


一般而言,体量与长寿之间呈正相关的趋势。


从试验数据来看,目前通过药物、饮食干预试验小鼠所能延长的寿命,最多不过40%。

与裸鼹鼠近10倍寿命的差异相比不过九牛一毛。


而且还另有试验发现,两种寿命最长的鼠类(裸鼹鼠和盲鼹鼠)都非常抗肿瘤。

这些无意间发现的联系,说不定就是解锁人类长寿的关键。



大量研究指出裸鼹鼠一个神技——几乎不患癌症


不患癌的原因或许不止一条。

裸鼹鼠的基因组里有许多抑癌基因(如ARF基因),也缺少跟癌症发生相关的基因。


分子和细胞生物学家Gorbunova的另一个发现——裸鼹鼠体内高浓度的透明质酸,也是一大要素。


Vera Gorbunova


裸鼹鼠细胞生长时,为了不让细胞感觉太挤,一旦细胞接触就会产生透明质酸*。


透明质酸逐渐填充缝隙,迫使细胞停止分裂,这种机制也叫做“接触抑制”


而癌细胞最擅长的疯狂复制也会受到接触抑制的限制,分裂两三轮也就焉了。


如果抑制了透明质酸的产生,再用患癌小鼠的病毒蛋白刺激裸鼹鼠细胞,就能观察到肿瘤形成,更证实了这种设想。


*注:这种物质叫做透明质酸,存在于所有动物中,是皮肤和软骨的重要组分之一。不过裸鼹鼠体内透明质酸含量更高,分子大小也是其他生物体的5倍。


透明质酸,又称玻尿酸


不只是抗癌,裸鼹鼠还有各种花式生存技巧。


它能在低氧环境下生存,这与它生活环境有关,地下通风不足,氧气含量时常不足9%。


不过它可不仅仅能在缺氧情况下活动自如,就算在无氧环境下也能撑上不少于18分钟。


绝大多数动物根本不可能撑得住,缺氧环境下无法分解葡萄糖产生能量,能量断供最先死亡的便是高耗能的脑细胞。


一种名为缺氧缺血性脑病


不过裸鼹鼠却能在无氧环境下利用果糖代谢。


果糖代谢只有植物能够办到,但裸鼹鼠却能自如地从“葡萄糖档”切换到“果糖档”。


各个器官凭此正常运转,直到果糖耗尽。

但只要回到氧含量足以生存的环境,就能恢复“葡萄糖档”,安然无恙地继续生存。


植物的果糖代谢


而且裸鼹鼠还不怕痛。


通常而言,感觉神经元遭遇高温和炎症袭击后,神经增长因子会绑定TrkA的感受器。


这会触发TRPV1通道打开,一旦通道被打开,神经元就会告诉大脑:疼痛出现了。


但裸鼹鼠特殊的进化选择,使疼痛信号根本无法传递,让它们对疼痛毫无感觉。


出行各种挤,反正不会疼


或许是各种神技加持,裸鼹鼠展现出了惊人的抗衰老能力


衰老会导致生理机能减退,更常发生疾病与意外,从而也更容易死亡,衰老的特征之一就是死亡风险上升。

早在1825年,英国数学家本杰明就发现,哺乳动物死亡风险随年龄呈指数增长。


但裸鼹鼠不服这个模型,死亡风险一动不动:

人类出生时0.01%,裸鼹鼠0.01%;

人类5岁时0.5%,裸鼹鼠0.01%;

人类突破天际,裸鼹鼠0.01%,甚至有些下降……


即使年纪渐长,裸鼹鼠依然健康活跃,岁月似乎拿它一点办法没有。



四种动物(马、人、小鼠、裸鼹鼠)在性成熟后的死亡率曲线,图:果壳,游识猷译


不过总说裸鼹鼠如何能活,科学家倒也开始探究裸鼹鼠如何死去。


在研究中,却发现了一个诡异的现象。


生物学家罗谢尔和她的同事通过记录时间,绘制了裸鼹鼠的死亡率曲线。

他们发现,裸鼹鼠的死亡竟呈现出了如同放射性物质般的半衰期*。

他们手中的圈养裸鼹鼠的半衰期是19年,但这种情况是巧合还是某种原因,还需要深入研究。


*注:这里的半衰期是指每个19年,就有相对于总数的一半的个体死亡。



在户外,裸鼹鼠更多死于天敌攻击、饥饿、缺少或是感染。


但在实验室中,裸鼹鼠们却大多死于口腔溃疡,仍是因为难以进食、饮水、遭受感染而死。


裸鼹鼠不惧怕岁月、癌症、疼痛、无氧环境,却最终死于口腔溃疡。



也许对于天不怕地不怕的裸鼹鼠而言,抗性高、衰老慢也算不上好事。


它们无法察觉疼痛,却不代表伤害不存在;不担心缺氧,却不代表不会死于缺氧;不会衰老,却不代表真的长生不死……


它们所受的伤害或许一直都积累在强悍的身体上。

只要一个再普通不过的伤痛,就被夺了命。


*参考资料

宗华, 粪便让裸鼹鼠变成好“保姆”, 中国科学报, 2015.

张章, 研究揭示裸鼹鼠不怕痛原因, 科学网, 2016.

这种难看的动物,将为人类找到长寿之道?, 环球科学,2018.

绍兴文理学院生物科学系, 细胞生物学, 第十五章.

游识猷, 世上最丑的动物,拥有不会老的超能力, 果壳.

隋小芳, 王凤玲, 杨泽. 从健康衰老的角度看待疾病——来自长寿动物研究的启示, 中国老年保健医学, 2014.

Stephanie Pappas, Weird: Naked Mole Rats Don't Die of Old Age, Live Science.

Sarah Deweerdt, Comparative Biology: Naked Ambition, Scientific American, 2014.

Matt Castle, The Mole Rat Prophecies, damninteresting.com.

Heterocephalus glaber, An age.

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2 王春艳 yangb919

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