沙漠鳉魚進(jìn)化出了一種方式以保護(hù)自己免受高溫之害，那就是在沒(méi)有氧氣的條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸的非(chao)凡(ji)本(niu)領(lǐng)(bi)。
攝影：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
撰文：Jennifer S. Holland
“熱情難卻”
這種被列為極危物種的沙漠鳉魚，其實(shí)原來(lái)的生活環(huán)境也不是這樣的，原本涼爽而寬闊的湖泊，后來(lái)卻變成了一系列的小池塘，溫度也逐漸升高至35攝氏度。那么問(wèn)題來(lái)了，既然自然環(huán)境發(fā)生了如此大的改變，內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的Frank van Breukelen和Stanley Hillyard想要弄明白，它們?cè)谶^(guò)去一萬(wàn)年里到底是如何應(yīng)對(duì)這場(chǎng)生存危機(jī)的。
經(jīng)過(guò)研究科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種魚兒似乎通過(guò)行為改變來(lái)對(duì)環(huán)境的變化作出反應(yīng)。例如，它們待在又淺又熱的水塘里的時(shí)間變得越來(lái)越少，而那正是其繁殖的地方?；ㄔ诜毖芎蟠矫娴臅r(shí)間變少，這當(dāng)然不利于“魚丁興旺”。況且，對(duì)于棲息地喪失和非本地物種的競(jìng)爭(zhēng)而受到嚴(yán)重打擊的鳉魚來(lái)說(shuō)，魚丁減少可是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
靈活應(yīng)變
Van Breukelen表示，隨機(jī)應(yīng)變的能力使得這種魚兒最終幸存了下來(lái)。在自然界中，這樣的例子還有很多，比如有些動(dòng)物能夠蟄伏或不完全依賴于環(huán)境條件生存;還有一些會(huì)在食物不夠無(wú)法讓全員活下來(lái)的情況下，吃掉自己兄弟姐妹。這意味著，動(dòng)物能夠根據(jù)形勢(shì)需要來(lái)作出靈活應(yīng)變。
那么沙漠鳉魚是如何隨機(jī)應(yīng)變讓自己活下來(lái)的呢?Duang，答案便是無(wú)氧呼吸。
分解吸入體內(nèi)的氧氣是一種高效的能量產(chǎn)生方式。但該過(guò)程在高溫條件下會(huì)對(duì)魚兒造成危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生大量自由基，名為自由基的化學(xué)活性分子會(huì)破壞蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜和DNA。
鳉魚通過(guò)在有氧呼吸和無(wú)氧呼吸之間進(jìn)行隨機(jī)切換來(lái)減緩這種傷害(人們?cè)趧×疫\(yùn)動(dòng)中，由于氧氣消耗的速度比它抵達(dá)肌肉的速度要快，也會(huì)進(jìn)行無(wú)氧呼吸)。在極端情況下，鳉魚能進(jìn)行無(wú)氧呼吸五個(gè)小時(shí)之久。
在此期間，鳉魚體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生乙醇，之后在無(wú)氧條件下將乙醇進(jìn)一步分解并獲得能量。研究人員認(rèn)為，這種過(guò)程是使鳉魚能在極端環(huán)境中生存下來(lái)的部分原因所在。
兩害相權(quán)取其輕也
如果你認(rèn)為鳉魚只是簡(jiǎn)單的不需要氧氣，那就錯(cuò)了。研究人員發(fā)現(xiàn)，為了產(chǎn)生足夠能量，鳉魚在無(wú)氧情況下的新陳代謝速度是有氧呼吸時(shí)的15倍。
“有時(shí)候，生物體需要兩害相權(quán)取其輕者，但那并不一定意味著這種取舍是個(gè)很好的選擇，”van Breukelen說(shuō)道。“我們認(rèn)為，這種過(guò)程對(duì)鳉魚來(lái)說(shuō)非常辛苦。”雖然無(wú)氧呼吸或許能減少對(duì)細(xì)胞的傷害，但相對(duì)較短的壽命或許就是它們?yōu)榇艘冻龅拇鷥r(jià)。
盡管如此，快速變化的氣候可能使得鳉魚別無(wú)選擇，只好選取了這種聊勝于無(wú)的解決方案。
Van Breukelen表示，不管壽命是否短暫，這些小小的魚兒都擁有某些令人印象深刻的能力。“有時(shí)候，我們會(huì)看到鳉魚利用這種利弊兼具的無(wú)氧呼吸來(lái)游泳。想象一下，誰(shuí)能夠在奮力游泳的同時(shí)卻無(wú)需消耗氧氣!那真是有夠瘋狂。”
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