神經科學「揭秘」電鯊放電原理

2020-12-05 掌上懷化

　　科技日報北京6月5日電（記者張夢然）英國《自然》雜誌近日發表的一篇神經科學論文稱，美國科學家團隊揭秘了負責鯊魚和鰩魚電信號檢測細胞的獨特生理特性。這些研究結果表明了感官系統是如何通過獨特的分子和生物物理修飾，從而適應動物的生活方式或生態位。

長久以來，人們都知道有一些特定的魚類——譬如鯊魚、鰩魚和魟魚，擁有專門的電感應器官，能發電還能感受電。它們屬於古代軟骨脊椎動物，其電感應器官能夠檢測微弱的電場並將這些信息傳遞給中樞神經系統。鯊魚和鰩魚使用類似的低閾值電壓門控鈣離子通道，加上不同的專門調節的鉀離子通道來調控這種活動，藉此來檢測電信號。區別是鯊魚使用這種能力來捕食，而鰩魚則用它來相互溝通。

但是，人們並不清楚這種電信號是如何進行細胞檢測的，換句話說，這些生物電細胞的精細工作機理依然是謎。

鑑於此，美國加州大學舊金山分校研究人員戴維·朱裡尤斯及其同事選擇網紋貓鯊與蝟白鰩為實驗對象，嘗試闡明這一功能的分子基礎。研究團隊的分析表明，網紋貓鯊的電感應細胞表達特化的電壓門控鉀離子通道，這些通道會發出大規模重複性的膜電湧，以響應小而短暫的電刺激；而與之相比，蝟白鰩則使用鈣激活鉀離子通道產生小而可調的膜電壓振蕩，引起刺激依賴性囊泡釋放。

這一研究促進人們理解了分子如何參與生物電感受這個曠世已久的問題，或有助於填補遺傳學和生理學之間的空白。研究人員認為，這些獨立的分子適應，或可促進鯊魚利用類似開關的閾值電感應探測器進行捕食，而使鰩魚則具備了電通信這種精密的功能。

[責任編輯:張夢凡]

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