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颠覆学术认知的最高海拔叶耳鼠

已有 1386 次阅读 2026-7-18 17:28 |系统分类:海外观察

颠覆学术认知的最高海拔叶耳鼠

安第斯叶耳鼠拥有和马拉松运动员同款肌肉组织,这是它演化出的多重复杂适应特征之一,使其能在极寒、恶劣的环境中存活。

一种栖息于安第斯山脉海拔6700米(22000英尺)以上地带的叶耳鼠,颠覆了科学界对哺乳动物生存海拔上限的固有认知。

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在安第斯一座火山的近顶峰区域,空气中含氧量仅为海平面的一半,科学家在此发现了本不该存在的生物:一只活鼠。

安第斯叶耳鼠(学名:*Phyllotis vaccarum*)的观测记录海拔超过6700米(22000英尺),是目前已知栖息海拔最高的哺乳动物。在这一高度,凛冽寒风席卷大地,地表几乎寸草不生,也没有液态水和明显的食物来源。

它的出现推翻了学界长期以来认定的哺乳动物生存海拔极限。此前科学家认为,哺乳动物最多只能在约5500米(18000英尺)海拔存活,这一高度大致相当于全球海拔最高的永久人类定居点。

“这完全出乎我们的预料。过去没人认为哺乳动物能在这种海拔生存,但它们确实活在这里。”该研究合著者、生物学教授格雷厄姆·斯科特表示。

高原鼠类的生存秘诀

如今,一支国际研究团队揭开了这种小型啮齿动物在堪比火星地表的极端环境中存活的奥秘。答案并非单一特殊性状,而是小鼠演化出一整套协同作用的生理与基因改变。

斯科特与麦克马斯特大学生物学家格兰特·麦克莱兰,和其他研究者一同研究了在智利安第斯山西侧采集的叶耳鼠样本。该物种的生存海拔跨度极大,种群分布从海平面一直延伸至6700米(22000英尺)以上的山顶。这种天然海拔梯度,让研究团队得以将极高海拔鼠群、同物种低海拔个体,以及亲缘相近的低地鼠类进行对比。

研究人员通过对照实验模拟了接近7000米(23000英尺)海拔的环境。即便同时遭遇严寒与缺氧,高原小鼠维持产热的能力仍远优于低地同类。

“演化是一个复杂的过程。”论文合著者、生物学教授麦克莱兰说道,“动物身处极端恶劣环境时,需要应对各式各样的生存难题,远不止那些直观可见的挑战。”

天生耐力型躯体

这类小鼠既能持续高效利用氧气,又擅长维持体温,二者缺一不可:产热需要消耗能量,但高山稀薄空气会限制能量释放所需的氧气供给。

它们的肌肉构造更偏向耐力运动员,而非短跑选手。

“它们更像马拉松选手,而非短跑运动员。”斯科特解释,“肌肉细胞内布满线粒体,能长时间持续产热供能。”

脂肪:严寒中的能量来源

线粒体负责将营养转化为可利用的能量。大量线粒体让小鼠能够长时间持续产热,肌肉也不会快速疲劳。

同时,它们会大量分解脂肪供能。脂肪是高浓缩能量源,既能供颤抖的肌肉产热,也能供给无需运动即可生热的特化组织,帮助小鼠长期抵御严寒。

但低温与缺氧,仅仅是生存难题的一部分。

峰顶出人意料的食物来源

在如此极端的高海拔,觅食的难度不亚于呼吸。荒芜的火山坡植被稀少,小鼠只能就地取材,一切能获取的食物都会食用:岩石上生长的地衣、被风吹上山坡的植物种子、昆虫等都在其食谱之内。

基因研究证实,高原种群已演化出适配这类特殊食物的身体机制。研究人员发现,其体内与新陈代谢、分解植物有毒物质相关的基因发生了变异。这说明,想要定居最高山峰,小鼠不仅需要升级呼吸与产热系统,还得演化出能适应多变食物的消化系统。

“我们最初只关注缺氧、低温这类最直观的环境压力,却忽略了一些关键因素,比如它们如何消化摄入的特殊食物。”斯科特说。

全身机能的演化重塑

这项发表于《科学》期刊的研究表明,生物想要在极端环境存活,极少依靠单一的生理突破。自然选择全方位改造了这类小鼠的肌肉、代谢模式、产热机制、能量供给方式,以及耐受陌生食物的能力。

这套全方位的适应性特征,也解释了为何该物种的生存海拔跨度能从太平洋沿岸,一直延伸至安第斯山脉海拔最高的火山顶峰。

“我们以往对动物生存极限环境的认知,时常会被新发现推翻。”麦克莱兰说,“演化拥有极大的试错与改造空间。”

对气候变迁研究的启示

该研究成果也为应对快速环境变化的物种提供了参考。气温只是生存挑战的其中一环,气候变动会同步改变氧气含量、食物供给、水源、天敌与物种竞争关系。

“我们总习惯把气温当作最大生存威胁。”斯科特表示,“但动物需要同时承受多重生存压力,演化塑造它们的方式,往往超出我们的预判。”

Reference: “Adaptation across an extreme elevational gradient in Andean leaf-eared mice, the world’s highest-dwelling mammal” by Schuyler Liphardt, Naim M. Bautista, Marcial Quiroga-Carmona, Nathanael D. Herrera, L. Moritz Blumer, Juan C. Opazo, Federico G. Hoffmann, Ranim Saleem, Derek A. Somo, Francisco Del Basto Llancaqueo, Timothy J. Thurman, Timothy B. Wheeler, Daniel E. Shaw, Hunter K. Walt, Till S. Harter, Grant B. McClelland, Graham R. Scott, Pablo Sabat, Zachary A. Cheviron, Guillermo D’Elía, Jeffrey M. Good and Jay F. Storz, 9 July 2026, Science.



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