裸鼴鼠

嚙齒目濱鼠科動物

裸鼴鼠(Heterocephalusglaber)屬於哺乳綱、嚙齒目、豪豬亞目哺乳動物,該亞目的主要特點是有多行切牙,牙齒琺琅質;有相似的胎膜和尿道球囊;缺乏頸內動脈等。

裸鼴鼠是哺乳動物的傑出代表,其種群生活方式像蜜蜂、螞蟻,和螞蟻、蜜蜂、黃蜂以及白蟻一樣有組織。但是,裸鼴鼠比它們個頭更大,長得也更難看。裸鼴鼠表面皮膚上幾乎無毛,並完全沒有疼痛感。這些古怪的動物生活在地下巢穴里,數量可多達100隻。裸鼴鼠用不成比例的大門齒挖洞,這些牙齒位於嘴唇前面,這樣,它們便不會吞下泥土。裸鼴鼠的壽命可達到30歲,是其它鼠類生物壽命的10倍。其身體中具有癌症的天然抗性物質,為此裸鼴鼠成為健康科學家們的最愛。

物種簡介


裸鼴鼠早在1842年就已被科學界發現並命名了,但是直到20世紀80年代被發現是一種奇特的真社會性哺乳動物之後,才逐漸地被重視。鼴鼠終生在黑暗的地下生活,幾乎完全喪失了視覺,僅依靠身體兩側的觸鬚來辨認方向。雖屬哺乳動物,卻像冷血動物一樣通過與環境的熱交換來調節體溫。裸鼴鼠長達30年以上的壽命,同時還能在低氧、高二氧化碳濃度的地下環境中生活,對癌症具有超級免疫力。

形態特徵


裸鼴鼠
裸鼴鼠
在所有非洲鼴形鼠中,裸鼴鼠是體型最小的。裸鼴鼠其實並不全裸,在它們的身體兩側,從頭到尾長著大約40根像貓的鬍鬚一樣的長毛。它們並不是皮毛的殘餘,而是對觸覺極其敏感的觸鬚,觸動其中任何一根觸鬚,都能讓裸鼴鼠把頭伸向刺激點。
裸鼴鼠靠這些觸鬚來辨認方向的:前進時,擺動頭部,後退時,則擺動尾巴,都是為了讓觸鬚觸摸到隧道壁,就像我們在黑暗的地道中用手扶著牆壁走一樣。

棲息環境


冷血動物

裸鼴鼠
裸鼴鼠
裸鼴鼠雖然是哺乳動物,卻和冷血動物一樣,主要通過與環境的熱交換來調節體溫:要升溫,就跑到上層的洞穴,緊貼被太陽曬熱的牆壁;要降溫,就躲到寒冷的底層洞穴。
它們有時也通過大家扎堆擠在一起來取暖。它們的皮膚為此變得裸露無毛,因為皮毛不僅不再能起到調節體溫的作用,反而會妨礙熱交換。裸鼴鼠生活在地下,和天氣多變的地面相比,地下冬暖夏涼,溫度變化不大,保持恆定體溫不那麼重要。

低代謝率

裸鼴鼠的身體體積(也即產熱總量)大約是達馬拉蘭鼴鼠的20%,但是身體表面積卻大約是達馬拉蘭鼴鼠的40%,這樣,散熱速度就是其2倍。裸鼴鼠如果要像達馬拉蘭鼴鼠那樣維持恆定的體溫,就必須以2倍的速度加速產生體熱的代謝過程,以增加體熱的生產彌補體熱的散失。這就需要大量地攝入食物和氧氣。
但是裸鼴鼠的食物主要是低能量的塊莖,而地下氧氣又非常稀薄,為此要付出的代價太高昂,所以就不再試圖去維持恆定體溫了,盡量降低基礎代謝率節省能量。裸鼴鼠的基礎代謝率是所有哺乳動物中最低的,與爬行動物的相當。

痛覺缺失

裸鼴鼠
裸鼴鼠
裸鼴鼠的觸覺特別敏感,它們的皮膚中少了一種基本的化學物質——“P物質”。P物質作為一種神經遞質,有多項功能,最主要的一項功能是把疼痛信號從周圍神經傳導到中樞神經,從而在大腦皮層中產生痛覺。科學家帕克等人通過實驗證明了裸鼴鼠對疼痛的麻木是由於缺乏P物質導致的。

喪失視覺

裸鼴鼠終身生活在黑暗的地下,眼睛派不上用場,主要靠觸鬚來辨認方向。因此,它們的眼睛高度退化,幾乎完全喪失了視覺,大腦皮層中負責視覺的區域也大大減小,被改為用於感受觸覺了。

耐高濃度二氧化碳

裸鼴鼠
裸鼴鼠
P物質還有其他的功能,其中一個功能是讓血管舒張。在其他哺乳動物中,高濃度的二氧化碳會導致P物質被釋放到肺血管中,讓肺血管舒張,發展下去就會導致肺水腫、死亡。實驗表明,裸鼴鼠由於沒有P物質,對二氧化碳有極強的忍受能力。在二氧化碳濃度達到15%時,小白鼠就出現了嚴重的肺水腫,但是二氧化碳濃度增加到50%,裸鼴鼠還沒有出現肺水腫的跡象。

長壽

裸鼴鼠長達30年以上的壽命,遠長於其只有4~5年壽命的近親——大鼠和小鼠,同時還能在低氧、高二氧化碳濃度的地下環境中生活,對癌症具有超級免疫力。

癌症免疫性

美國羅徹斯特大學的維拉-戈爾布諾瓦(Vera Gorbunova)和同事發現裸鼴鼠體內一種細胞外基質非常豐富,能夠阻止癌細胞的生長。這種不可思議的物質是透明質酸(hyaluronan),它在身體中起到潤滑劑的作用。
它以一種獨特的超重形式——高分子質量透明質酸(HMM-HA),存在於裸鼴鼠體內,裸鼴鼠生命多數時間都在地下環境度過。通過操控通向細胞內HMM-HA的路徑,戈爾布諾瓦指出,這種“潤滑劑”阻止了裸鼴鼠體內腫瘤的生長,起到癌症免疫作用。

生活習性


裸鼴鼠
裸鼴鼠
獨居的鼴形鼠只生活在比較濕潤的地區,而乾旱地區的鼴形鼠都是社會性的。
裸鼴鼠的社會性要求既要增加個體數量,又不增加對食物的總需求量,那就要把每一個成員的飯量減小,也就是說,讓它們的身體變小。所以,進化的結果就是,社會成員的數量增加了,但是體型變小了。一窩裸鼴鼠平均有七八十隻,能多達300隻,但是每隻工鼠的體重只有大約30克。
裸鼴鼠終身生活在黑暗的地下,裸鼴鼠在地下掘成複雜的隧道,中央寬闊處是它們的居室。每群裸鼴鼠有一隻相當肥碩的王后和幾隻雄鼠。工鼠可能受王后尿中外激素的抑制而失去了生殖能力,它們的任務是採集食物(樹根、菜根等),天冷時緊靠為王后保溫,挖掘隧道等。所以,裸鼴鼠的社會和昆蟲的社會十分相似,裸鼴鼠的這種社會結構在脊椎動物中可說是絕無僅有。這是“趨同進化”的結果。
裸鼴鼠的主要食物是低能量的塊莖,塊莖儲存著大量的水分和養分,有的塊莖的重量能是裸鼴鼠體重的上千倍。它們也可以隨意地吃有毒植物。

主要價值


裸鼴鼠的壽命可達到30年,大概是其它鼠類動物壽命的十倍,它們從來不會出現身體惡化,直到死亡一直可以繁殖,並保持外貌和大腦組織不會衰老。英國牛津大學威康信託中心的科學家表示,未來有一天裸鼴鼠基因將使人類實現延長壽命且保證旺盛的生殖能力。
人體93%基因與裸鼴鼠相同,因此科學家希望從科學角度解釋裸鼴鼠的長壽之謎,使人類從延長的健康壽命中受益。喬納森-弗林特(Jonathan Flint)教授說:“身體衰老並不是永恆不變的,人類如何延長壽命並沒有難以逾越的條件限定,在現實生活中許多老人的壽命都達到了80歲或者90歲。”
如果人類理解生物進化發展,並能在一定程度上改變,那麼從理論上人類可以活到200歲。裸鼴鼠具有一些奇怪的特徵,使科學家也無法解答。它們不單純是一種冷血哺乳動物,還能夠抵禦癌症,它們可以隨意地吃有毒植物,能夠應對高溫環境。而另一方面,它們的視力非常糟糕,生命的多數時間都是在地下洞穴中度過。
2011年英國利物浦大學首次繪製出裸鼴鼠的基因結構圖,希望理解是何種原因使它們保持如此健康長壽。研究負責人喬昂-馬加赫伊斯(Joao Magalhaes)博士說:“裸鼴鼠具有奇特的免疫力,尤其是癌症,可能提供重要線索解釋為什麼一些動物更容易患病。希望能夠將裸鼴鼠作為第一種能夠抵禦慢性衰老症的動物模型進行科學研究,從而實現人類長生不老。”
在2013年的nature雜誌中,有報告指出裸鼴鼠體內富含高分子量的透明質酸(High-molecular-mass hyaluronan,HA),含量是人類或其他鼠類的五倍以上,這種透明質酸使其細胞彼此間變得很敏感,一旦接觸過緊則會停止分裂,其功能可以使裸鼴鼠具有抵抗癌症的功能,這種機制可能也是裸鼴鼠長壽的原因之一。