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德國尖鼠縮腦過冬減能量消耗 學者:類似機制或比想象更普遍

2017/10/24 — 13:54

有感受過你的頭在冬天縮小過嗎?最新刊於《Current Biology》的研究就顯示,鼩鼱(Sorex araneus, 又稱尖鼠)會於冬天縮小大腦、頭骨及減重,在嚴冬食物稀缺時維持生命直至春天來臨。

有關鼩鼱

鼩鼱是一種貌似鼠類的小型哺乳動物,但兩者基因關係甚遠。鼩鼱身長約 8 厘米、重 10 克,鼻長,腳有五爪。 S. araneus 為最普遍的鼩鼱品種,主要於中歐、北歐及俄羅斯生活。

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研究由馬克斯·普朗克鳥類學研究所生物學家 Javier Lázaro 領導,團隊於德國野外捕捉 12 隻鼩鼱,將之麻醉,以 X 光記錄器官大小及磅重,然後植入晶片監測其 14 個月壽命期間的身體變化。

研究指,鼩鼱頭骨會在冬天縮小約 15% ,從 X 光圖像顯示這可能是由於頭骨之間接合處的組織被身體吸收引起,大腦質量亦隨之下降 20-30% ;頭骨會於春天再生,但不會完全恢復到原來大小。另外牠們的脊骨會在冬季縮短,包括心肺和脾臟在內的主要器官也會縮小,令體重下降。

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表示,鼩鼱新陳代謝速度非常快,團隊假設這些季節變化對牠們來就可能具有適應性價值——在冬季體重下降可能會增加其生存機會,因為牠們不需要太多食物維持生命,尤其大腦是「昂貴」的器官,減少腦部大小會節省巨額能量。

波蘭 Adam Mickiewicz 大學的動物學家 Leszek Rychlik 指研究非常有意義,他的團隊曾發現,波蘭東北部的人口會出現季節性的體格變化,但 Lázaro 團隊則是首次發現顯示個體頭骨會縮小。

Lázaro 團隊現時正在了解哪些大腦結構會有最大的變化,並分析鼩鼱會否在冬季出現任何認知障礙的癥狀。不過即使有認知障礙, Rychlik 認為這對鼩鼱並不重要,因為他們冬季的所有活動都較少,只專注於覓食和減少能量消耗。

現時究竟有多少種生物會在冬天縮小大腦,學界仍未有定論,但在一份準備出版的研究, Rychlik 團隊就發現另兩種鼩鼱科動物 (Soricidae)小鼩鼱 (Sorex minutus)水鼩鼱 (Neomys fodiens) 頭骨、體重同樣有季節性改變,而 Lázaro 團隊其中一些成員則曾發現兩種鼬鼠有相似的體型改變

Lázaro 指,學界曾在動物屍體中觀察到這些差異,但此前均認為只是個別個體情況。他估計,其他不會以冬眠或其他策略來減低能量消耗的小型、代謝率高動物,也可能有類似能力,而且比想像中更為普遍。

來源:
Nature, Shrew skulls shrink for winter survival, 23 October 2017

報告:
Lázaro, J., Dechmann, D.K.N. & et al. (2017). Profound reversible seasonal changes of individual skull size in a mamma. Current Biology Vol 27 Issue 20, R1106-07. doi: 10.1016/j.cub.2017.08.055

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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