全身無毛的裸鼴鼠,其實并不是全裸。科學家發(fā)現(xiàn),在它們身體的兩側長有大約40根像胡須一樣的長毛。這些少得可憐的長毛可是裸鼴鼠的感覺器官,又稱為觸須,對于觸覺極其敏感。只要觸動其中任何一根觸須,都能讓裸鼴鼠把頭伸向刺激點。終年生活在黑暗環(huán)境中的裸鼴鼠,眼睛視力高度退化。科學家發(fā)現(xiàn),在裸鼴鼠基因組中有200多個基因發(fā)生了功能缺失,其中有10多個基因與視覺相關。這使得大腦皮層中負責視覺的區(qū)域大大縮小了,并逐步改為用于感受觸覺了。在前進或后退的時候,裸鼴鼠只要擺動頭部或尾巴,就能讓觸須觸摸到洞壁,就像我們在黑暗中用手扶著墻壁走一樣,這也算是對裸鼴鼠犧牲視覺的一個補償吧。
執(zhí)行“計劃”生育
裸鼴鼠生活在地下巢穴里,據(jù)悉裸鼴鼠是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一像蜜蜂、螞蟻等昆蟲一樣以群居方式生活的哺乳類動物。在裸鼴鼠的世界里,嚴格的組織性和社會性是它們生活的基礎。在裸鼴鼠的群落中,只有“女王”才具有繁殖后代的權利,而普通的“臣民”則是沒有生殖權利的。
為什么普通的“臣民”沒有生殖權利呢?有學者認為,這些普通的“臣民”可能是受到了“女王”尿中外激素的抑制而失去了生殖能力。南非的霍斯特教授研究了雄性裸鼴鼠的精子,他發(fā)現(xiàn)這些精子要比其他哺乳類動物的精子小,數(shù)量也很少,并且形狀各種各樣。這些精子里面的DNA的排列也不合理,大部分都是不對稱的。
霍斯特教授認為,裸鼴鼠奇特的社會結構是造成雄性裸鼴鼠精子畸形的原因。在大多數(shù)的動物中,雄性與雌性交配以后,精子是儲存在雌性身體里面的。為了獲取受精的權利,精子之間的競爭是普遍存在的。正是這種競爭促使了精子的進化,并在結構上發(fā)育得更為精細。但在裸鼴鼠的群體中,有機會繁殖后代的只是裸鼴鼠“女王”及其配偶。因此,雄性裸鼴鼠的精子根本不需要競爭。而其他的雄性裸鼴鼠根本沒有交配的權利,自然也就沒有競爭的必要了。因此,雄性裸鼴鼠的精子運動速度很慢。
雖說如此,但裸鼴鼠的后代卻是健康的。有專家解釋說,雄性裸鼴鼠的精子盡管可能大部分都是畸形成員,但它們中仍有足夠健康數(shù)量的精子用于繁殖后代。
癌細胞會“自殺”
其貌不揚的裸鼴鼠其壽命竟然可達30年,這大約是普通老鼠壽命的7倍還多。不過,裸鼴鼠最令人驚訝的是其對癌癥具有超級免疫力,目前尚未有裸鼴鼠患癌癥的正式報導。裸鼴鼠的這一特性引起了科學家們的濃厚興趣,并希望揭示其“長生不老”的秘密。
有科學推測,由于裸鼴鼠獨特的棲息地,使其能夠進化成長壽的物種,并進化出具有抗癌的能力。美國科學家分別選擇了棲息在猶太山脈和戈蘭高地的猶太鼠和戈蘭鼠,并從這些嚙齒動物身上提取了癌細胞,然后將這些細胞進行了培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中迫使這些細胞的繁殖速度超過在鼴鼠體內(nèi)的繁殖速度。據(jù)稱,前面的7個到20個細胞繁殖得很順利,但是超過20個之后,細胞就開始迅速死亡了。
檢測表明,這些細胞產(chǎn)生了一種叫做I FN-β的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)能使鼴鼠在三天內(nèi)經(jīng)歷大量細胞壞死。實際上,一旦鼴鼠體內(nèi)的癌細胞發(fā)現(xiàn)自己繁殖過度就會“自殺”。這說明裸鼴鼠體內(nèi)的細胞具有超敏反應,這使得它們能夠在過剩時停止繁殖。
不過,關于裸鼴鼠體內(nèi)I FN-β蛋白質(zhì)的產(chǎn)生機制,目前仍不十分明確。裸鼴鼠是一種高度特化的物種,對環(huán)境的高度適應使其進化出不同于其他物種的生物學特性。進一步研究裸鼴鼠抗衰老和抗癌癥等特性的分子機制,對促進人類癌癥治療新方案的發(fā)現(xiàn),具有重要的意義。
永無疼痛煩惱
裸鼴鼠還有一些古怪的生物學特征,比如它們的皮膚沒有疼痛感應。這到底是裸鼴鼠的生理缺陷還是生存策略呢?一位神經(jīng)科學家曾研究了裸鼴鼠疼痛感覺效應,發(fā)現(xiàn)裸鼴鼠的爪子對少量酸的刺激沒有表現(xiàn)出任何反應。這是為什么?
當人類或小鼠的神經(jīng)發(fā)現(xiàn)酸性物質(zhì)后,酸分子既會激活神經(jīng)細胞,也會部分地阻塞鈉離子通道。研究團隊將注意力轉向了直接穿過細胞膜的鈉離子通道,這種通道是產(chǎn)生神經(jīng)動作電位的原因。當受到刺激后,神經(jīng)細胞會發(fā)出電信號波,從而向大腦傳遞信號。研究人員發(fā)現(xiàn),在裸鼴鼠中,當酸分子與疼痛感受器結合在一起并激活一個神經(jīng)細胞后,它們同時還抑制了Na-V1.7通道,這將中斷向動物的大腦發(fā)送疼痛信號。關于裸鼴鼠的抑制這種通道的科學發(fā)現(xiàn),為未來研制新型止痛藥提供了一條可能的途徑,同時對指導人類研制治療疼痛的新方法也是至關重要的。
另一份研究報告稱,裸鼴鼠對痛覺麻木不仁,一個重要的原因就是它們的皮膚內(nèi)缺少一種傳導痛感覺的物質(zhì),這種物質(zhì)叫做“P物質(zhì)”。P物質(zhì)最主要的功能就是把疼痛信號從周圍神經(jīng)傳導到中樞神經(jīng),從而在大腦皮層中產(chǎn)生痛覺。如果把這種P物質(zhì)誘導進裸鼴鼠的體內(nèi),那么裸鼴鼠將恢復對疼痛的感覺。為了證明裸鼴鼠對疼痛的麻木是否與缺乏P物質(zhì)有關,研究人員在裸鼴鼠的腳掌上注射了能制造P物質(zhì)的皰疹病毒。這些接受了“基因療法”的裸鼴鼠居然有了正常的痛覺,它們的腳掌一碰到熱燈泡就立即縮了回去。
難道裸鼴鼠是為了躲避痛才失去痛覺的嗎?也許,裸鼴鼠失去痛覺還有更深刻的用意。由于裸鼴鼠終年聚居在地下生活,呼吸時產(chǎn)生的二氧化碳很難被排放出去。這樣的酸環(huán)境對任何動物的皮膚、鼻子、眼睛和口腔黏膜都是一種很強的刺激,會使動物產(chǎn)生難耐的灼燒感。對于冷血動物的裸鼴鼠來說,選擇P物質(zhì)對裸鼴鼠是極為不利的,甚至有可能導致生命危險。因而,聰明的裸鼴鼠選擇了徹底放棄P物質(zhì)的策略,以犧牲痛覺為代價保全了在地下環(huán)境中生存的本領。同時,裸鼴鼠還盡可能地減少呼吸量,并提高血液的攜氧效率,使其能夠適應地下的缺氧生活。
知識拓展
裸鼴鼠雖然屬于哺乳動物,但卻像冷血動物一樣,通過與環(huán)境的熱交換來調(diào)節(jié)體溫,這種現(xiàn)象在哺乳類動物中是非常罕見的。對于以低能量塊莖為食物的裸鼴鼠來說,生存條件是非常艱苦的,除了食物的低熱化之外,地洞里的氧氣含量也是非常稀薄的。因此,要維持恒定的體溫,需要付出代價。裸鼴鼠的生存策略則是放棄恒定體溫,從而盡量降低基礎代謝率,以最大限度地節(jié)約能量。事實上,裸鼴鼠已經(jīng)成為了動物界的節(jié)能楷模。據(jù)稱,它們的基礎代謝率在所有的哺乳動物中是最低的,甚至與爬行動物大體相當。
其實,由于裸鼴鼠的生活環(huán)境冬暖夏涼,保持恒定體溫的意義并不十分重要。需要調(diào)節(jié)體溫的時候,完全可以通過一定的措施來解決。比如,升溫的時候可以跑到上層的洞穴,緊貼被太陽曬熱的墻壁;而需要降溫的時候則可以躲到底層的洞穴即可。在寒冷的冬季,它們有時要扎堆擠在一起來互相取暖,這也不失為一個聰明的辦法。這也許可以解釋它們?yōu)槭裁纯傁矚g在赤道附近安家。