为了过冬,这种小动物把脑袋缩小了20%


为了过冬,这种小动物把脑袋缩小了20%

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鼩鼱是一种不起眼的小动物 。 它们体型比老鼠小, 很难被注意到 。 在英国、北欧和美国很多地区, 它们匆匆从草原上穿过, 寻找昆虫或者躲避在天空中盘旋的猫头鹰 。
然而新的研究发现, 这些像迷你鼹鼠的小动物有着奇特的过冬方式, 堪称生物学的奇迹 。 星期一发表在当代生物学杂志(Current Biology)的一项新研究报告称, 最常见的鼩鼱品种, 普通鼩鼱(Sorex araneus)的头骨在冬天来临之际最多能够缩小20% 。
早在上世纪四十年代, 波兰动物学家奥古斯特·戴奈尔(August Dehnel)第一个觉察到鼩鼱的身体能够在冬天缩小, 这个发现后来被称作“戴奈尔”现象1 。 但是这次的新研究第一次确定了更多的细节, 科学家在不同季节追踪相同个体, 并测量了它们的头部缩小程度 。 这项工作表明, 温度降低能够引发鼩鼱破坏自己的颅骨的行为, 而温暖的环境够促使它们开始重建头颅 。
为了进行这项研究, 马克斯·普朗克研究所的鸟类学在读博士、这篇文章的第一作者哈维尔·拉扎罗(Javier Lazaro)和他的同事在德国一个小镇附近捕捉了12只鼩鼱 。 这些小动物首先进行了麻醉和X光检查, 然后植入芯片以便日后识别 。 在之后的一年多时间里, 它们接受了定期的扫描 。 所有的12只都表现出同样的规律:头部最大的时候是在夏天, 冬天头会缩小, 到了春天又会长回来 。
然而, 在冬天会缩小的不仅仅是鼩鼱的头骨 。 之前的解剖研究发现鼩鼱的大脑也能缩小最多30% 。 此外, 它们的其他器官也会减少质量;甚至脊椎都会变短 。 总的来说, 最新的研究指出鼩鼱的体重从七月到二月下降了18% 。 然后在春天这些小东西又开始生长直到达到它们的最大体型——比冬天的时候大了83% 。
科学家们指出, 鼩鼱不是唯一一种会根据环境改变体型的动物 。 “在生存艰难的时期缩减软组织质量, 这种行为在动物中并不少见, ”密歇根州立大学生态学博士后研究员约翰·格拉迪(John Grady)说道, 他并没有参与这项研究 。 “除了脂肪之外, 在食物稀少的情况下一些动物也会减少器官的质量 。 ”但是像这项新研究的作者们一样, 他对于鼩鼱骨骼和大脑能够缩小的程度感到震惊 。
拉扎罗和他的同事认为, 头骨缩小可能意味着鼩鼱的骨骼在冬季被身体吸收而在春季再生 。 如果深入了解导致头骨缩小的原因, 可能会推进退行性骨疾病(比如骨质疏松症)的研究 。 目前, 他们把这种减少骨骼、大脑和身体质量的方法当作是动物冬眠和迁移的一种策略 。 在缺少食物的冬天, 这种行为能大大节省能量 。 “鼩鼱是种神奇的生物, ”拉扎罗补充道, “它们是这个星球上最小的哺乳动物之一, 但是就我们所知, 它们的相对新陈代谢速率在哺乳动物当中也是最高的 。 ”
“缩小大脑来减少能量消耗的这种假设是有一定依据的, ”格拉迪谈及这项新研究的时候说道 。 “但是我非常希望他们能够进一步弄清楚, 鼩鼱的大脑缩小究竟是为了适应缩小的身体, 还是只是为了节约能量做出的变化 。 ”
拉扎罗的进一步研究可能很快就能解决这个问题 。 他和他的同事希望拥有更好的实验条件, 以便进一步研究缩小的大脑对于鼩鼱认知能力(比如学习、灵活性、记忆力)的影响 。 他说他们的目标是阐明哺乳动物的大脑、新陈代谢与环境之间的关系 。 正如格拉迪所说, “可能鼩鼱的生理机能在冬天会受到影响, 那是为了在残酷的环境里生存下来所付出的代价 。 ”

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