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研究揭示代谢机制 解开大熊猫维持异常低能量谜团

2015年07月13日07:53    来源:《中国科学报》    手机看新闻
原标题:揭示代谢机制 解开大熊猫维持异常低能量谜团

  中科院动物研究所研究员魏辅文团队日前与北京动物园、英国阿伯丁大学的学者合作,发现大熊猫每日能量消耗异常低,并进一步从形态、行为、生理、遗传和基因组等方面系统揭示了大熊猫维持异常低能量代谢的机制。相关成果近日发表于《科学》。

  大熊猫本身是肉食动物,却以吃素食著称,野生大熊猫几乎完全以竹子为食。尽管其食性发生了巨大改变,但大熊猫的肠道依然保持着食肉动物的特征。由于竹子营养和能量低且难以消化,因此大熊猫每天不得不进食大量的竹子才能满足其生命活动需要。

  一直以来,科学家怀疑大熊猫的能量代谢率一定非常低,但却一直未对其做过测定。最近,科研人员对野生和圈养大熊猫的能量代谢测定结果表明,大熊猫的能量代谢率异常低,几乎与树獭相似。通常认为,人类的代谢率已经很低,但一只体重90公斤的大熊猫代谢水平还不足同样体重的人类的一半。

  更重要的是,该研究揭示了大熊猫如何维持如此低的能量代谢率的机制。研究发现,在长期演化过程中,大熊猫的形态、行为、生理、遗传和基因组均发生了适应性改变。在野外,研究者通过给野生大熊猫佩戴GPS颈圈,发现野生大熊猫每天有超过一半的时间在休息,平均每小时的移动距离也仅20多米,这样可以节省大量能量。

  此外,大熊猫低能量代谢率的秘密还在于其用于调节能量代谢的甲状腺激素水平也相当低。研究者还在大熊猫基因组中发现了一个调控甲状腺激素合成的关键基因(DUOX2)发生了突变,这可能与大熊猫较低的甲状腺素水平相关。在人类和小鼠中,该基因突变会导致其甲状腺功能减退。

  能量代谢率很低带来的挑战是大熊猫如何维持恒定的体温。研究发现,大熊猫的毛皮很厚,能够保持体内热量不易散失,因此其体表温度很低。热成像测定表明,大熊猫体表温度与同样黑白相间的其他动物如斑马和斑点狗等相比要低得多。(记者彭科峰 通讯员朱江)

(责编:许景(实习生)、马丽)


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