
根據一項新的,首先的研究,冬眠的熊還多了幾個月的美感睡眠。黑熊當他們沉迷於阿拉斯加冬天時。
該研究發現,與其他冬眠動物不同,黑熊僅將其體溫降低了幾個度,同時設法抑制其新陳代謝75%(以減緩身體的能量需求)。
這是研究人員第一次在人類大小的動物中研究一個完整的冬眠季節,研究人員希望結果最終可以幫助誘導人類冬眠用於醫療或甚至太空旅行- 儘管這種進步可能還有很長的路要走。
斯坦福大學的生物學家H. Craig Heller H. Craig Heller告訴Livescience:“醫學的真正願望是能夠誘導患者體溫過低,降低其溫度和代謝。” “如果您可以在中風後僅幾個程度降低大腦的溫度,則可以大大減少中風的損害量……但是現在不可能有效地做到這一點。如果確實我們可以弄清楚熊在生物化學上和生理上如何做到這一點,它可能會導致人類的應用。”
建造一個書房
熊長期以來一直對醫學研究人員感興趣,因為它們具有驚人的冬眠能力。例如,黑熊在冬眠的幾個月內失去脂肪,但與臥床不起的人不同,它們幾乎沒有肌肉或骨骼質量。阿拉斯加大學的研究作者布萊恩·巴恩斯(Brian Barnes)在費爾班克斯(Fairbanks)的研究作者布萊恩·巴恩斯(Brian Barnes)在一份媒體簡報中說,這使他們對康復研究人員很有趣。
監視200磅黑熊的睡眠習慣並不容易。很難像野外那樣讓圈養動物冬眠,因此大多數先前關於冬眠熊的研究都涉及對野生動物的間歇性現場監測。新研究採取了不同的方法。五隻“滋擾”黑熊一再與阿拉斯加的人類社區太近,被鎮定並運送到費爾班克斯以外的偏遠地區。麻煩的兩隻熊是女性,另外三隻是男性。最大的一塊重量為227磅(103公斤)。
為每隻熊提供了一個舒適的木箱作為書房,配有稻草床上用品和一系列高科技傳感器,以測量動物的氧氣消耗,肌肉運動,心率和溫度。
研究人員記錄了熊隊在11月至3月的五個月冬眠季節中的每一次抽搐。熊還用無線電發射器,心率監測器和代謝監測器手術植入了手術,從而使研究團隊能夠在途中追踪一個月的生命力。
冷藏的小動物
海勒說,熊們很高興地安頓下來的人類巢穴。入睡後,它們的體溫從正常的98.6降至100.4攝氏度(37至38攝氏度),平均為91.4度F(33攝氏度)。該溫度下降與熊的代謝率降低了75%。海勒說,這令人驚訝:在小冬眠的哺乳動物(如果醬和松鼠)中,體溫下需要10度的攝氏攝氏度才能減少一半的代謝。熊的新陳代謝下降了75%,溫度下降了一半。
海勒說:“熊中新陳代謝的下降遠遠超出了您的期望。”
這些熊顯示了規則的兩到七天的模式,其中溫度將在2至6度之間降低,然後它們會降低。顫抖以恢復研究人員再次發現。研究受試者記錄的最低體溫為86.7度F(30.4攝氏度)。
海勒說,這比小冬眠劑要溫暖得多,儘管其大腦中的神經元網絡隨之而來,但其體溫幾乎可以下降到冰凍,因此必須在偶爾喚醒時重建。海勒說,熊可能能夠避免這種損害。
海勒說:“一個解釋是,熊不必[下降溫度與小型哺乳動物一樣降低溫度],因為它們能夠像脂肪一樣存儲這麼多能量,大大且表面上的比例較低。” (暴露於元素的表面積越多,被釋放的熱量越多,因此身體越難以保持健康的溫度。)
隨著進一步的證實,除了溫度以外,研究人員還發現,冬眠後,當體溫正常時,代謝保持其通常的速率一半。熊醒來後兩到三週,新陳代謝達到正常水平。
出色的法規
海勒說,這項研究中最難忘的時刻是研究人員的攝像機捕獲了一隻雌熊的出生。熊在冬眠期間和後代護士在2月生下,直到媽媽熊醒來。不幸的是,研究期間出生的嬰兒熊死於先天性缺陷。但是研究人員能夠觀察到母親直到出生後才完全降低她的體溫,這表明溫暖對嬰兒熊的發展。
由於其“滋擾”狀態,研究後熊被安樂死。科學家從熊那裡採集了組織樣品,以對動物的身體化學進行研究。
研究人員沒有計劃與更多熊一起重複研究,但是阿拉斯加大學的巴恩斯告訴記者,監視黑熊大表弟,灰熊或棕熊的冬眠很有趣。
巴恩斯說:“很容易推測,當您以質量向上移動時,這些動物的熱量損失率較低……它們可能能夠在較低的溫度下冬眠。”