联合国大学的研究探索了沙漠物种在极端干旱环境中生存的适应和机制

2024年5月23日,星期四
  • 研究中使用的仙人掌老鼠,背景为黑色.

    联合国大学的研究人员正在研究一位沙漠专家, 仙人掌鼠, 了解更多它是如何在干旱环境中生存的. Adam Stuckert拍摄.

  • 一张仙人掌老鼠脸的特写照片.

    科学家们相信,仙人掌鼠将为不同物种(包括人类)在干旱环境中生存的适应性提供线索, 气候变化带来了更热的环境. Adam Stuckert拍摄.

  • COLSA Ph值.D. 毕业生达尼Blumstein戴着面具看着镜头.

    这项研究由达尼·布卢姆斯坦(如图)领导。, 她毕业于主要研究的分子和进化系统生物学博士课程, 还有马特·麦克马尼斯, 他是主要研究基因组生物学副教授. Adam Stuckert拍摄.

  • COLSA Ph值.D. 研究生达尼Blumstein戴着面具看着实验室里的仙人掌老鼠.

    Blumstein和MacManes在《永利app新版本官网地址》杂志上发表了一篇永利app新版本官网地址他们最新研究结果的文章 实验生物学杂志 去年秋天. Adam Stuckert拍摄.

主要研究发现

为了应对供水有限的问题, 沙漠老鼠会吃得更少,以消耗更少的能量,并限制消化过程中水分的流失, 对缺水的耐受性显著, 这在沙漠中很常见.

了解动物如何在严酷环境中生存, 水资源有限的环境对于在快速变暖和容易干旱的气候中维持生命至关重要. 联合国大学的研究人员求助于一位专家——一位矮小、谦逊的专家 仙人掌的鼠标 (选择eremicus), 哪一种已经进化成沙漠生存者,以确定其他动物可以使用的策略和适应, 也可能是人类, 以适应新罕布什尔州和更远地区不断变化的气候.

马修MacManes他是加州大学的基因组生物学副教授 主要研究生命科学与农业学院, 达尼Blumstein,应届毕业生 主要研究分子和进化系统生物学博士课程, 发表了他们最近的发现 实验生物学杂志. 他们描述了雄性和雌性仙人掌老鼠对缺水时期的反应——在老鼠的自然栖息地越来越多地观察到这种模拟条件.

研究人员发现,为了在干旱的沙漠条件下生存, 仙人掌小鼠通过减少食物摄入和降低总能量来减少水分流失. 这种策略被称为脱水性厌食症,在这种情况下,储存在胃肠道中的有助于消化的水不再被动物需要,而是被动物吸收和保留, 提高对缺水的耐受性. 食物摄入量的减少也意味着消化酶所需的水分减少, 以及通过尿液排出废物.

“我们想确定我们发现的对脱水的反应, 比如体温调节, dehydration-related厌食症, 还有其他策略, 是特定的沙漠适应,只存在于沙漠专家身上,而不是所有啮齿动物的普遍特征.——达尼Blumstein, 24岁

另外, 研究人员注意到雌性仙人掌鼠与雄性仙人掌鼠的反应有所不同. 而在缺水的情况下,雌性老鼠的体温会下降, 雄性保持了它们的体温, 可能保持最佳的精子产量和生殖潜力.

“我们想确定我们发现的对脱水的反应, 比如体温调节, dehydration-related厌食症, 还有其他策略, 是特定的沙漠适应,只存在于沙漠专家身上,而不是所有啮齿动物的普遍特征,布卢姆斯坦说, 目前是丹佛大学和马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士后研究员, 谁在主要研究共同领导了这项研究. “为了将来的研究, 麦克马尼斯实验室将重点研究非沙漠适应物种, 进一步了解和加强保护受气候变化影响的未适应人群所需的干预程度.”

为了下一阶段的研究, Blumstein和MacManes正在研究仙人掌鼠对脱水的反应如何在遗传水平上影响该物种. 这项研究着眼于与水分保持有关的基因, 以及对食物摄入减少做出反应的基因.

“因为哺乳动物共享很大一部分基因组, 我们可以将仙人掌鼠基因组中值得注意的基因与人类基因组中的相同基因进行比较,并确定相似性和差异性,麦克马尼斯说.

根据Blumstein的说法, 鉴于我们目前预测的气候变化模式, 许多物种可能会面临更高的温度和更干旱的气候, 紧张的环境.

正因为如此, 我们的发现更适用于人类和其他可能遭受与我们不断变化的星球上的新条件相关的生理压力的生物,她补充道。.

这项研究得到了 国立普通医学科学研究所 (R35 GM128843给马修MacManes).

这项研究由Danielle Blumstein和马修MacManes共同撰写.

永利app新版本官网地址的研究人员发现,生活在更热、更像沙漠的环境中, 没有水也能生存, 允许动物适应的遗传机制不止一种.
沙漠啮齿动物可以帮助人类在脱水中生存.
美国国立卫生研究院的一项主要拨款将帮助马特·麦克马尼斯教授通过研究一种微小的沙漠啮齿动物来理解脱水.
联合国大学的研究人员说,仙人掌老鼠可以教会人类如何在严重脱水的情况下生存.