骆驼具有令人难以置信的能力,即使不喝一口水也能存活数周。 现在,我们对帮助他们的身体实现这一目标的秘密成分有了更好的了解。
我们已经知道,为了节省每一滴液体,骆驼有许多生物技巧? 包括大而复杂的鼻子,它们会抓住空气中的水离开他们的身体,改良血液可耐受脱水。
当有水时,它们可以在几分钟内吞下数百升水,然后它们只会缓慢地吸收水以避免渗透压休克; 此外,它们的体温在 31 至 41 °C(87 至 105 °F)之间波动减少出汗。
当人类缺水时,我们的肾脏会切换齿轮以尽可能多地保存水分。 水被过滤到称为皮质的区域的小管中,然后流入称为髓质的另一部分。 在这里,溶解盐中的离子被泵过膜,形成不平衡,迫使一部分水返回血液,其余的则以尿液的形式带走废物。
骆驼的身体将水分的再吸收发挥到了极致,将尿液浓缩到我们无法控制的程度。 在一项大型研究中,检查了阿拉伯骆驼细胞中表达的基因(一只单峰骆驼),一组研究人员比较了脱水骆驼和最近喝饱水的骆驼的肾脏。
“我们发现了数百个基因和蛋白质,与对照组相比,脱水和再水合动物的肾皮质和髓质都发生了显着变化,”说布里斯托大学动物生理学家费尔南多·阿尔维拉·伊莱索斯。
许多在脱水骆驼中改变表达的基因似乎与抑制其肾细胞中的脂肪物质胆固醇有关。
因此,Alvira Iraizoz 及其同事测量了脱水动物肾脏质膜中的胆固醇含量,并将其与对照组进行比较。 他们发现脱水骆驼的肾细胞膜中的胆固醇确实比水合骆驼少。
更重要的是,编码跨细胞膜运输离子和水通道的基因也在脱水骆驼的肾细胞中表达更多。 总之,这些发现支持了该团队的预感,即脱水引起的胆固醇抑制使骆驼能够在肾脏中保留更多的水分。
“肾细胞膜中胆固醇含量的减少将促进溶质和水在肾脏不同部分的移动——这是有效重吸收水并产生高度浓缩的尿液所必需的过程,从而避免水分流失, ”解释了Alvira Iraizoz 和同样来自布里斯托大学的分子神经内分泌学家本杰明·吉拉德 (Benjamin Gillard)。
在我们的世界迅速变暖,能够忍受恶劣条件的牲畜变得越来越重要。 阿拉伯骆驼自 3000 多年前被驯化以来,已经养活了数百万人。 他们提供牛奶地球上一些干旱地区的肉类、衣服、交通和住所。
“[多组学研究]提供了荒漠化背景下非常有价值的信息并可用于评估不同物种如何适应已经变化的环境,”说阿尔维拉·伊莱佐兹
研究人员现在正在对骆驼的大脑进行类似的分析,他们计划研究其他干旱哺乳动物对严重脱水的基因表达反应,比如可爱的跳跃啮齿类动物跳鼠。
这项研究发表于通讯生物学。