研究揭示了泰古蜥蜴提高自身体温的机制
一组科学家揭示了Salvatormerianae(黑白泰加蜥蜴,也被称为阿根廷巨蜥)在繁殖季节即使在黑暗的洞穴中也能通过提高自身体温来保暖的机制。这种现象在爬行动物中从未被观察到过。
“一般来说,只有鸟类和哺乳动物被认为是恒温动物,它们即使在寒冷的环境中也能保持温暖。爬行动物和其他动物被认为是外温动物,因为它们依靠外部来源来调节体温,”文章的第一作者LiviaSaccaniHervas说。这项研究始于她在巴西Jaboticabal的圣保罗州立大学农业和兽医学院(FCAV-UNESP)的科学启蒙期间。
2016年,另一组科学家发现,在交配季节,S.merianae的体温比夜间洞穴温度高出几度。
已知该物种是部分吸热的,但这种内部热量的来源仍然是个谜。Hervas和她的团队在FCAV-UNESP教授KêniaCardosoBícego的带领下开始研究这种机制。Bícego是主题项目“面对气候变化的生理能力和适应力:探索外温脊椎动物的功能维度”的首席研究员。
三年来,该团队在夏季(二月)和春季(九月至十月)收集了十只蜥蜴的骨骼肌活检样本。从前脚和后脚采集的小组织样本用于生化分析和热量测定。
“我们不得不花费很长时间来制定协议,尤其是试剂剂量,因为从未对这些蜥蜴进行过这种分析,”比塞戈说。
研究人员发现,在生殖季节,雄性和雌性的肌肉都会产生更多的线粒体(细胞能量细胞器)。
此外,线粒体中存在一种名为ANT的蛋白质,已知该蛋白质参与鸟类产生热量的生化过程,在生殖季节,当雌性准备产卵和筑巢,而雄性寻找领地并增加生殖腺以准备交配时,这种蛋白质在蜥蜴体内更加丰富和活跃。
UCP是另一种参与产热过程的蛋白质,但存在于哺乳动物中,在S.merianae的实验中未发现其活性。在生殖季节采集的肌肉样本产生的热量比夏季多,这是因为ANT而不是UCP的活性。
没有颤抖
在2016年的发现之前,已知能够自我保暖的爬行动物只有两种蟒蛇,它们是体长可达5米的大型亚洲蛇类。这种吸热行为主要发生在它们孵卵时。它通过颤抖来保持体温,一些哺乳动物和鸟类也会使用这种方法。然而,S.merianae无需颤抖就能提高自身体温。
体温调节可能与性激素的产生有关,在交配季节,雄性(睾酮)和雌性(雌二醇和孕酮)的性激素分泌达到高峰。此阶段分泌丰富的其他激素,如甲状腺激素,与能量消耗和能量储备的调动有关。
“众所周知,甲状腺激素会引发线粒体的增多。交配季节这些激素的产生增加可能与线粒体的丰富有关,从而增加蛋白质ANT的活性,这种蛋白质有助于产生热量,在鸟类中很常见,”目前是FCAV-UNESP博士候选人的Hervas说道。
这项研究的结果以及其他研究小组发表的研究结果表明,与恒温有关的机制可能比估计的更早出现在脊椎动物身上。它们出现在一只大蜥蜴(不颤抖)和一条大蛇(颤抖)身上,尽管只在一年中的某个时间出现,这可能表明这种现象在爬行动物中比科学家们想象的更常见。
“这两种动物都体型庞大,体内产生的热量往往需要更长时间才能消散。其他大型爬行动物在某些时候也可能比外界温度更高。这是首次在蜥蜴身上发现一种细胞产热机制,这种机制与鸟类和哺乳动物非常相似,而且这种蜥蜴生活在亚热带地区,”Bícego说。
文章的倒数第二作者马科斯·图利奥·德奥利维拉(MarcosTúliodeOliveira)是FCAV-UNESP的教授,也是这项研究中进行线粒体生物化学实验的实验室负责人。
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