儘管最初是從更熱帶的氣候遷移的，但笨拙的頭髮羊毛猛mm象曾經在冰冷的北極平原上繁盛。一項新的研究發現，微小的遺傳突變改變了氧氣因血液傳遞的方式可能導致其對寒冷氣候的耐受性。
羊毛猛mm像是一種象徵，與當今的亞洲大象最密切相關。它滅絕了大約10，000年前。但是因為猛mm象住在北極，所以物種的殘留已發現在多年凍土中保存。
猛mm象和亞洲大象的祖先起源於670萬至700萬年前，在一百萬年前升入西伯利亞和加拿大北部平原大約一百萬年後，大約有400萬年，然後延續了大約400萬年。
大約在同一時間“地球上發生了一場災難性事件 - 冰河時代，”加拿大溫尼伯市曼尼托巴省大學的凱文·坎貝爾（Kevin Campbell）說，該研究將這項研究帶入了古代動物的血液，該研究在5月2日在線雜誌《自然遺傳學》雜誌上詳細介紹。
像今天的大象表親一樣，猛mm象本來可以適應他們進化的溫暖氣候。在這些氣候中，大象的最大問題是擺脫熱量 - 他們用大耳朵來做到這一點，許多熱量的血管流動了。他們在微風中揮動耳朵，以消散這種熱量。
坎貝爾說，一旦冰老齡化，猛mm象的多年生大象問題就被扭轉了，並且在北極地區造成了“一個全新的環境”，直到地球歷史上那個時候也已經熱身。現在，猛mm像不得不握住他們可能的熱量。
坎貝爾告訴《生命科學》：“我們知道守護熱量成為他們的第一關注。”
猛mm象與他們溫暖的居住親戚相比，通過進化出“濃密，巨大的毛皮”和大小的耳朵來適應他們的新房屋。坎貝爾說：“他們的耳朵很小，就像晚餐盤一樣小。”
其他北極動物如何適應
但是坎貝爾懷疑，猛mm像也可能有鮮血更好地適應寒冷的工作，就像今天活著的許多北極哺乳動物一樣。
當今的其他北極動物，例如馴鹿和馬斯克ox，具有“反流動”的血液系統。從本質上講，血管將含氧的動脈血向腿和腳降低到非常冷的靜脈靠近，帶有冷，靜脈血液，重新氧氣。兩种血管之間的緊密接觸使動脈血液可以將其溫暖傳遞到回到心臟和肺部的靜脈血液。這種進化系統使動物體內的核心保持溫暖，並減少由於寒冷的氣候而導致的熱量損失，同時仍使動脈血液將其氧氣帶到四肢。
坎貝爾說：“這使他們的腳和四肢變得非常冷。”
這與人類形成鮮明對比的是，血液流動只是在極度冷的核心中閉合以保持核心的溫暖 - 這就是為什麼人們凍結了，但馴鹿沒有。
但是，這種反電流系統本身不足以使北極動物在寒冷中發揮作用。關鍵涉及血紅蛋白，血紅蛋白是在肺部抓住氧氣並將其輸送到人體其他器官的血液蛋白。血液蛋白基本上需要一定量的熱能才能為其釋放其氧氣分子釋放到需要它的組織和器官中。
鮮血“鮮血”時，坎貝爾說：“這個閾值不太可能要滿足。”
為了解決這個問題，馴鹿和許多其他北極哺乳動物進化了一種略微調整的血紅蛋白形式，需要更少的能量輸入才能輸送氧氣。
復活的古分子
坎貝爾想看看猛mm像是否也能夠發展出一種專門的血紅蛋白形式，該血紅蛋白會繼續在寒冷的溫度下工作並允許它們節省體內的熱量。
只有一個問題：猛mm像已經滅絕。
坎貝爾解釋說：“我們不能取冷的血液樣本。”
取而代之的是，坎貝爾和他的同事們使用了從猛mm像中提取的基因來重現和檢查猛mm象血紅蛋白。
坎貝爾說：“我們必須將其重新栩栩如生。”
該小組從43,000年的西伯利亞猛mm象標本中提取了DNA，並具有其中的一部分，該標本中有血紅蛋白測序的指示。
當坎貝爾看到結果時，他說可以說：“有一些非常暗示生理過程的變化”，這意味著猛mm象確實進化了一種專門的冷適應性血紅蛋白形式。
坎貝爾說，這些變化僅佔包含血紅蛋白指示的基因區域的1％，但其中一種變化是深刻的。 ”這種變化“將使他們適應冷。 ”
為了找出這些基因變化是否真正產生了不同類型的血紅蛋白，該團隊使用了一種已用於製造人血紅蛋白的方法。該方法涉及將特定基因放入大腸桿菌，它將像它自己的DNA一樣讀取人類或猛mm象的DNA，並產生有關物質。
但是從冷凍標本中取回的猛mm象DNA樣品受到了非常損壞，因此坎貝爾和他的團隊首先轉向了猛mm象最接近的表弟。他們從活生生的亞洲大像中獲取了DNA和RNA（在細胞中持有蛋白質的說明的東西）並將其放入大腸桿菌。
果然，“這些大腸桿菌坎貝爾說。
一旦亞洲大象血紅蛋白檢查出來，團隊就可以嘗試猛mm象血紅蛋白。為此，他們使用了亞洲大象RNA和一個稱為位置定向誘變的過程，其中涉及更改RNA代碼中亞洲大象和猛mm像不同的各個點，從而有效地將亞洲大象RNA轉變為Mammoth RNA。新製作的猛mm象RNA放在大腸桿菌，吐出本質上是猛mm象血紅蛋白的東西。
坎貝爾說，這种血紅蛋白與他將時間機回到43，000年並直接從動物中抽血的情況完全相同。他說：“我可以像從那隻動物那裡有新鮮的血液樣本一樣研究它。”
坎貝爾說，小組比較了亞洲大象和猛mm象血紅蛋白，“我們發現它們完全不同。”就像坎貝爾懷疑的那樣，猛mm象血紅蛋白不需要像亞洲大象血紅蛋白那樣卸載氧氣。
有趣的是，猛mm象的DNA具有兩個獨立的突變，這些突變與當今哺乳動物中看到的突變不同。
坎貝爾說：“他們以一種完全不同的方式解決了血紅蛋白問題以適應寒冷。
為什麼不人類？
坎貝爾首先想到以這種方式檢查猛mm象血紅蛋白DNA，當時他在丹麥的博士後發布中研究血紅蛋白，並且恰好在猛mm像上看到了一個發現頻道表演，“那是這個小小的燈泡時刻，”他說。
坎貝爾說，他經常被問到一個問題是為什么生活在北極地區（例如因紐特人）中的人口不會發展出類似的機制來適應寒冷。
答案是三方面的：對於一個人來說，人類最近搬到北極的態度要比其他許多北極哺乳動物，因此他們沒有時間發展這種特徵。另外，人類不需要發展耐寒的血紅蛋白，因為“我們製作靴子；我們製作帳篷” - 我們有大腦來幫助我們應對寒冷。最終，一些人的血紅蛋白突變與此相似，但實際上是有害的，因為它們的血紅蛋白會崩潰，最終貧血。
坎貝爾說：“人類甚至永遠無法發展，因為如果他們這樣做，他們都將是貧血的。”
坎貝爾說，他想通過調查生活在古老的北極地區的其他滅絕的野獸，例如桅杆，洞穴熊，羊毛鼻孔和巨大的樹懶，來擴展這項工作。
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