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鱼的生活方式及供氧机制

时间:2013-07-04 23:40:08  来源:  作者:

3则新的报告揭示了负责输送氧的呼吸色素是如何在脊椎动物中演化以帮助它们在更高的水平进行运作的。

在由Scott Mirceta及其同事撰写的一篇报告中,研究人员对深潜海洋哺乳动物的肌红蛋白在2亿年中的进化史进行了追踪,这些深潜哺乳动物是那些目前仅生活在陆地上的哺乳动物的亲缘动物。在对现有潜水哺乳动物的最大骨骼肌的这种色素浓度进行评估,并且在发现它与某种特殊的分子特征——即肌红蛋白表面电荷增加——密切相关之后,他们用祖先序列重建来推断这些物种的远古亲族动物体内的肌红蛋白浓度。

在第二则研究中,Chandrasekhar Natarajan及其同事在生活于高海拔地区的鹿鼠体内发现了氧结合过程中的一种适应性的变异。以往对来自落基山脉的高地鹿鼠与来自大平原地区的低地鹿鼠的比较揭示了它们在血红蛋白—氧亲和力上的遗传差异;这些差异可归因于自然发生的血红蛋白亚基的突变。这项研究可帮助解释为什么鹿鼠会有这样的地域分布特征。

在第三个报告中,Jodie L. Rummer及其同事也对血红蛋白进行了研究。研究人员对一个令生理学家们长期困惑的谜团进行了阐释:为什么一种仅在辐鳍鱼中发现的,且对酸高度敏感的血红蛋白会引起鲁特效应。Rummer 及其同事让虹鳟接触CO2含量增高的水——这不是一种理想的状态——并用光纤传感器来监测鱼肌肉组织中的氧浓度,他们发现氧浓度增加了65%。这表明,在应激时鲁特血红蛋白通过鲁特效应来增加对鱼肌肉的氧输送。氧合良好的肌肉可帮助鱼更有效地冲刺,协助它们觅食或逃跑。这是对鲁特效应的一个作用的发现,该发现可帮助确认在早期鱼类中影响形成这一复杂反应的选择性压力。

综合来看,这些研究揭示氧输送增强的演化如何在不同物种中改善了它们的表现,而且这些研究还就处于不同环境中的脊椎动物其适应性是如何改变它们相应的呼吸色素分子结构的提供了见解。一则由Enrico L. Rezende撰写的论文对这些发现的含义作了进一步的阐释。
 

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