如果您曾經對自己說過:“天哪,我確實希望在跑步機上看到一些吸血蝙蝠”,那麼我們為您提供了科學依據。這正是一群科學家所做的事情,而且這並不是因為小弗拉迪需要讓他的翼手目動物介入。
相反,新研究揭示了吸血蝙蝠是如何(德莫多斯輪)充分利用它們的主要食物來源——它們從它們所吃的哺乳動物身上吸取的血液。
令人著迷的是,結果顯示它們對所吃血液中的氨基酸進行代謝的能力。而且,而且,他們這樣做並不需要很長時間。吸血蝙蝠可以在幾分鐘前吸食的血液中快樂地奔跑。
這確實使吸血蝙蝠成為一種非常不尋常的動物,因為大多數脊椎動物主要依靠碳水化合物和脂質的代謝來獲取能量。但這種能力確實出現在動物王國的其他地方——無脊椎動物動物,例如吸血采采蠅。
眾所周知,在哺乳動物中,低強度有氧運動主要由脂質提供能量。隨著運動強度的增加,對碳水化合物作為燃料的依賴也隨之增加。這些燃料源被氧化生成三磷酸腺苷(ATP),為活細胞提供能量的分子。
吸血蝙蝠究竟是如何從蛋白質極其豐富的飲食中產生 ATP 的,目前尚不清楚。但多倫多大學的生理學家朱利亞·羅西和加拿大麥克馬斯特大學的肯尼斯·韋爾奇意識到他們可以利用吸血蝙蝠的特徵來找出答案。
與其他蝙蝠物種不同,吸血蝙蝠非常擅長在地面上奔跑。因此,他們認為可以將蝙蝠放在跑步機上,測量它們的氧氣攝入量和二氧化碳排出量,以測量它們在不同強度運動時的新陳代謝。而且,由於蝙蝠暫時生活在實驗室中,研究人員可以控制它們的食物攝取量,以確定新陳代謝的運作方式。
他們在伯利茲捕獲了24隻野生成年吸血蝙蝠,並將它們分成幾組。一群九隻蝙蝠被餵食富含牛血的牛血亮氨酸,一種必需氨基酸(哺乳動物無法合成),有助於建立和修復人類肌肉。第二組 12 隻蝙蝠被餵食富含甘胺酸,一種非必需氨基酸,有助於生成膠原蛋白並充當神經傳導物質。
透過將氨基酸中的普通碳替換為相對獨特的同位素,他們可以追蹤當化合物在蝙蝠體內分解時該元素發生了什麼。
剩下的一組餵食未添加氨基酸的牛血,以提供 CO 的基線2生產運動蝙蝠。
餵食後,每隻蝙蝠都被放在專為這項研究量身訂製的跑步機上。共有三種運動強度;每分鐘 10 公尺(33 英尺)、每分鐘 20 公尺和每分鐘 30 公尺。跑步機逐漸增加到每個目標速度,記錄蝙蝠沿著傳送帶奔跑時的呼吸。在最高速度下,甚至有很少的空中跳躍。
一旦蝙蝠完成了測試,研究人員就分析了氧氣的消耗率和二氧化碳的產生率,其比率通常用作代謝燃料使用的指標。
同位素揭示了CO 的產生2跑步機上蝙蝠的呼吸中幾乎立即存在來自胺基酸代謝的物質。這表明這些動物快速有效地利用了最近的蛋白質膳食,這與蚊子等昆蟲不同,蚊子等昆蟲需要更長的時間才能代謝它們賴以生存的血液中的氨基酸。
有趣的是,餵食濃縮血液的蝙蝠並沒有表現出必需氨基酸和非必需氨基酸之間的差異。他們小小的身體充分利用了所提供的資源,無論這些資源是什麼。
“我們的研究結果表明,吸血蝙蝠進化出了通過這些和相關代謝途徑的通量的大幅增強,作為一種適應,以有效利用大量攝入的燃料(即血液蛋白質和氨基酸)。”研究人員寫道,“標誌著脊椎動物和無脊椎動物專性吸血動物趨同進化的一個驚人例子。”
在這項研究的過程中沒有蝙蝠受到傷害。然而,當它們被放回野外時,它們的體形可能會好一些。
該研究發表於生物學快報。