揭海洋哺乳動物超長屏息之謎 特殊蛋白可存氧氣

2020-12-02 中國網



海豹通常能在水下屏息30分鐘，它們甚至能夠在水下睡覺。


巨頭鯨能夠在一公裡的水下潛水長達1個小時。

研究團隊對哺乳動物肌肉中的儲氧蛋白質-肌紅蛋白進行了研究。他們發現，在鯨魚和海豹中這種蛋白質擁有特殊的「不粘」特性。這就使它們能夠將大量的氧氣儲存到肌肉當中而不會產生阻塞。利物浦大學綜合生物學研究所的Michael Berenbrink博士參與了這項研究。他告訴《BBC新聞頻道》：「當達到足夠的濃度時，蛋白質就會趨向於粘連在一起。科學家們一直都想知道，海洋哺乳動物如何設法將如此多的這種重要蛋白質塞進體內。」

研究團隊從各種哺乳動物的肌肉中提取出了純肌紅蛋白，包括陸地上的奶牛、半水棲的水獺以及海洋中的巨頭鯨等。研究結果表明，屏息潛水的哺乳動物已經進化出了一種非粘性的肌紅蛋白。Berenbrink博士解釋道：「這個秘密是微秒卻很重要的化學技巧，海洋哺乳動物的肌紅蛋白是帶正電荷的。肌紅蛋白就像磁鐵的磁極一樣彼此排斥。這樣，海洋哺乳動物就能將高濃度的肌紅蛋白存儲在肌肉中，並且避免它們粘在一起。」Berenbrink博士聲稱：「這一發現非常令人激動，它讓我們搞清楚哺乳動物在進化過程中所發生的驚人身體變化。我們也能夠通過鯨魚祖先的化石預測它們的潛水時間。」

準確了解哺乳動物的身體如何高效的儲存氧氣也有助於醫學研究。複製這一過程能夠幫助輸送氧氣設備的開發，這種設備能夠在輸血無效的時候為病人的組織傳輸應急氧氣供應。但是這項研究最大的影響是在進化生物學領域。Berenbrink博士告訴《BBC新聞頻道》：「對海洋哺乳動物早期親屬潛水時間的評估，足以改變我們對於古代生態學和生物學的理解。」聖安德魯斯大學海洋哺乳動物研究所的Michael Fedak教授指出：「肌紅蛋白只是海洋哺乳動物如何實現潛水的部分秘密，不過卻是重要的部分。」

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