科普一周 6月4日
中国科学家揭秘蝙蝠飞行能力起源
达尔文在《物种起源》中感叹“从不能飞的原始哺乳动物进化为能飞的蝙蝠是不可思议的”, 跟鸟类进化出飞行能力一样,蝙蝠飞行能力的进化需要一系列十分复杂的形态和生理变化,全球的动物学家一直致力于了解其奥秘。中国科学院昆明动物研究所科学家已于日前解开这一奥秘,证实线粒体产能系统的进化与蝙蝠飞行能力的起源密切相关。
蝙蝠是翼手目动物的通称,是唯一演化出具有真正飞行能力的哺乳动物。中国科学院昆明动物研究所张亚平院士及其指导的博士生沈永义注意到蝙蝠飞行消耗的能量是奔跑的3-15倍。因此飞行除了需要骨骼等形态变化外,还需要能量供应系统的高效率化,以便能适应能量需求的急剧增加。
张亚平告诉记者,通俗的比喻就是飞机能飞,不仅需要机翼等形态结构,还需要有强大的发动机来提供动力。那么,蝙蝠的“发动机”在哪里?张亚平研究团队推测,线粒体是细胞的能量工厂,通过氧化呼吸链提供了生物体95%的能量,是动物各种运动所需能量动力的“发动机”。因此线粒体产能系统的进化应该与蝙蝠飞行能力的起源密切相关。
通过全基因组比较分析,研究团队证实在蝙蝠飞行能力的起源过程中,线粒体的氧化呼吸链基因受到正选择,线粒体与细胞核编码的基因发生协同进化,以适应飞行起源过程中对能量需求的急剧增加。
美国科学院院士大卫评价该研究十分出色且令人兴奋,对了解线粒体的分子生物学和进化,以及飞行的分子适应机制有广泛的意义。此外,张亚平研究团队在2009年通过对飞行能力健全与退化的鸟类的比较研究揭示,线粒体基因组的选择压力与动物运动能力密切相关。(来源:化石网)
我们为什么会发烧?
有时体温会高到超出了正常范围,这时我们就知道自己发烧,生病了。其实发烧本身不是病,而是生病的症状。有很多种原因能够导致发烧,最常见的是病菌、病毒感染。这些病原体进入体内后,引起了一连串反应。它们遇到血液中的巨噬细胞(一种白细胞),刺激它释放白细胞介素之类的细胞因子。这些细胞因子随着血液循环到了体温调控中心,刺激那里的细胞释放出前列腺素E2。前列腺E2会使感热神经元的放电速率降低,或者说,把“正常体温”的设定值给调高了,让身体觉得体内热量不足,于是就要增加产热和减少散热。肌肉运动是增加产热的一种快速方法,因此发烧的人会不由自主地颤抖。为了减少散热,皮肤的血管收缩,那里的血液被送到体内深处,因此发烧的人会觉得发冷。扑热息痛(对乙酰氨基酚)、阿司匹林(乙酰水杨酸)等药物能够抑制前列腺素E2的合成,因此它们是很有效的退烧药。
吃了退烧药,或者病好了,烧退了,体温设定值恢复正常,身体要把多余的热量散发出去,就会出汗。所以退烧会导致出汗,但是许多人却倒因为果,误以为是出汗导致了退烧,因而在民间流行着这样的土办法:发烧后多穿衣服、多盖被子,捂出汗来病就会好。
由此可见,发烧是人体在遇到病原体入侵时产生的一种正常生理反应。哺乳动物、爬行动物、两栖动物、鱼类和一些无脊椎动物在感染了病原体后,也都会出现类似的反应。这不能不让人猜测,发烧是否是进化而来的一种抵御病原体的有效方法?它在总体上对身体是有益的?
理论上,体温升高能加速某些免疫反应,比如能加速白细胞的增殖和运动,增强巨噬细胞吞噬病原体的能力,并能抑制某些对温度敏感的病原体的增殖等等,这些都有助于身体的康复。动物实验支持这一猜测。让蜥蜴感染病菌,体温较高的,则生存率也较高。人为升高老鼠、兔子、猪、狗等哺乳动物的体温,发现它们对某些病毒、病菌的抵抗力增加了。初步的人体临床试验也表明发烧可能有些好处。例如,小孩患水痘,从发烧、出疹到完全结痂,大约要1周,如果用扑热息痛退烧,和用安慰剂相比,这个病程要多一天。成人患普通感冒后服用阿司匹林,鼻涕里感冒病毒的量要比服用安慰剂的人多。
当然,如果体温过高也是有害的。如果是高烧(肛门温度高于41摄氏度),会对细胞、组织造成损伤,也可能导致身体丧失了对体温的调控。当体温达到42摄氏度时,感热神经元的放电速率达到了最高峰,感冷神经元的放电速率则跌到了最低谷,无法对体温做进一步的调控。因此一旦发高烧,会很危险,必须立即采取手段让体温下降。
但是如果是一般的发烧,却未必就要急着吃药退烧。在通常情况下,吃退烧药只是让病人觉得舒服一些,无助于身体康复,反而可能还会有所延误。至于“XX退热颗粒”、“XX清热颗粒”之类的传统药物,连是否真有退烧的疗效都很值得怀疑,服用它们更是有害无益。(来源:《中国青年报》2009.3.25)