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海鬣蜥懂得缩骨大法 启发人骨质疏松症治疗
文章来源: 文章作者:sm 发布时间:06-22

  新发现有助于人类骨质疏松症治疗和宇航员骨质丧失的研究

据《新科学家》报道,一般情况下,生物一旦进入成年,身体便会保持原状。然而,出人意料的是,科学家新发现一种正常、健康的成年物种海鬣蜥身体竟然可以收缩,越长越小,而后不久又能继续长大。难道动物界有懂得“缩骨大法”的物种?

发现

海鬣蜥身怀“缩骨”绝技

当美国普林斯顿大学生态学家马丁·威克尔斯基注意到,其研究近二十年的加拉帕哥斯群岛海鬣蜥(Galapagos marine iguanas)的身体似乎一年一年都在发生变化时,他并不十分相信这一结果。

起初,威克尔斯基还以为这是测量误差造成的,但经多次测量,结果仍同原来一样,有时收缩的比例竟达到20%。威克尔斯基说:“有时,我们出现几毫米的测量误差很正常。但在一些情况下,测量误差竟达整整6厘米。你根本不可能犯那么大的错误。”

那有没有可能是因为海鬣蜥体重减少从而导致体长的变化呢?威克尔斯基认为,不能单纯以体重减少来解释,因为海鬣蜥的体长变化幅度的确很大。威克尔斯基由此深信,他已找到健康成年脊椎动物“缩骨”的第一手证据。

观察

“缩骨”绝技一般在厄尔尼诺现象期间上演

海鬣蜥的体长为什么会发生变化呢?威克尔斯基研究小组发现,在雌雄淘汰问题上,身体大小确实至关重要。在所有岛屿上,体型大的雄性动物更有可能被雌性动物选为配偶,而体型大的雌性动物也更有可能产下更多的蛋。

成功的获得是要付出昂贵代价的。当食物稀缺时,体形最大的海鬣蜥所受的影响最大,尤其是在发生“厄尔尼诺”现象期间。“厄尔尼诺”现象每3年至7年出现一次,通常会引发暴雨,而且当寒流和上升流陷入混乱时,还会造成海洋温度从平均18摄氏度最高升至32摄氏度。

由于温度太高,在这种条件下,海鬣蜥赖以生存的绿色藻类和红色藻类根本无法生长,只有褐色藻类可以幸存,不过,海鬣蜥一般感觉褐色藻类难以下咽。由于周围食物不足,这时,体型更小的海鬣蜥所需能量会更低,得以生存的机会就越大。

威克尔斯基研究小组注意到,海鬣蜥身体收缩恰恰就是在厄尔尼诺现象期间更为明显。他们认为,收缩也许是由于不利条件引起的。这样一来,即便是身体最强壮的海鬣蜥,为了能在厄尔尼诺现象出现期间幸存下来,也会变得足够小,等灾难过去,食物充足时,它们再继续生长,重振昔日威风。威克尔斯基认为,尽管缩身后的海鬣蜥看上去有点不成比例,就像青蛙一样,但它们的移动能力仍相当完美,虽比平时速度慢,这也许是出于保存能量的考虑。

原因

“缩骨”的主要原因可能是骨骼吸收

目前尚不清楚的是,海鬣蜥究竟是如何收缩和再生长的。据威克尔斯基推测,骨骼吸收即使不是全部原因,也是收缩的主要原因。他认为,食物变化可能会引发导致骨骼生长或退化的荷尔蒙释放出来。

尽管威克尔斯基尚不能证实这一点,但显然“缩身”并非由椎间组织变化所引起的。椎间组织位于脊椎骨之间。椎间组织由软骨和流体构成,比骨头更柔软,更容易压缩。由于脊椎骨之间的组织磨损会造成老年人背部弯曲,令其身高降低,一些研究人员由此认为压缩可能是海鬣蜥身体长度不断变化的秘密。

然而,海鬣蜥的椎间组织不到其脊椎长度的10%,因此,这不可能被用来解释威克尔斯基所记录的海鬣蜥的缩身。而且不断压紧的椎间组织还会限制海鬣蜥的活动。

前景

有助于人类骨质疏松症治疗和宇航员骨质丧失的研究

尽管海鬣蜥如何缩身缺乏清晰的原理,但动物的这种“缩骨功”仍引起其他领域研究人员的关注。

美国宇航局骨骼研究人员和研究骨质疏松症如何造成骨质丧失的研究人员都显示出对威克尔斯基研究的兴趣,尽管迄今为止没人清楚海鬣蜥缩身是否同微重力、骨质疏松症和长期卧床休息所引起人体骨质丧失具有相似之处。但事实上,它们确实存在着一些令人感兴趣的相似之处:威克尔斯基的研究表明,在厄尔尼诺现象出现的情况下,海鬣蜥出现了皮质甾酮(甾类应激激素)水平升高的情况。皮质甾酮类似人体的荷尔蒙,身处微重力环境下的宇航员和长期卧病在床的人皮质甾酮水平也会升高。

今年再次发生厄尔尼诺现象的可能性已经不大,但威克尔斯基仍计划于明年1月带上X光装置重返加拉帕哥斯群岛。他希望通过与一个骨骼研究小组合作,在未来5年内拍摄大量X光片,用于比较海鬣蜥在正常年月和厄尔尼诺现象发生期间所显现的不同状况。

威克尔斯基的研究小组希望最终能证实,海鬣蜥缩身确实是由骨质丧失引起的,并期望以此为据,劝服其他人员能深入研究这一现象背后的作用原理,找到海鬣蜥缩身后,在一年内又长回原始大小、甚至更大的秘密。这方面若是取得突破,将会为逆转人类骨质丧失过程提供新的解决方案,为那些深受骨质疏松症困扰的患者提供帮助,同时可以使实施长期载人航天任务更具可行性。

与此同时,有线索显示,会“缩骨功”的动物也许不单单只有海鬣蜥。自威克尔斯基的论文发表以来,其他研究人员再次对他们最初所认为在蛇、甚至龟身上出现的测量误差进行了研究。但迄今为止,他们仍未发现清晰答案,但也许,身怀令人难以置信的“缩骨大法”的爬行动物最终比我们想象的更普遍。-编译/杨孝文

-背景知识

海鬣蜥

海鬣蜥只生活在加拉帕哥斯群岛。成年的海鬣蜥能够长到1.5米长。海鬣蜥长着一条扁平的尾巴,尾巴的长度几乎等于躯干的两倍。海鬣蜥在游泳的时候,长长的尾巴能够给它足够的动力。海鬣蜥经常沿着海岛的海岸线寻找被海水冲上沙滩的海草、甲壳类动物。海边的礁石上附着的各种软体动物,也是海鬣蜥的美味。海鬣蜥还经常下海去捕食。海鬣蜥吃食海藻的时候会摄入超量的盐分,不过,海鬣蜥可以通过一种特殊的方式将多余的盐分排出体外。海鬣蜥的鼻子里有一个特殊的部分叫作盐腺,它可以在咀嚼过程中,将嘴里食物中过量的盐分分离出来,然后排出体外。所以,有的时候,人们看到海鬣蜥拖着脏兮兮的“鼻涕”,很不卫生。其实,那是海鬣蜥排出体外的盐液。

海鬣蜥的全身都是深灰色的。但是,正在求爱的海鬣蜥身体的颜色会从灰色变成黑色,而且身上会长出红色的斑点。

 
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