撰文Skin
長頸鹿(Giraffa)是世界上的最高的哺乳動物,這主要由於它高達兩米的脖子。不過為了它的長脖子,長頸鹿也克服了一些我們想不到的問題,比如高血壓。
對於一個大型哺乳動物來說,大腦應有的正常血壓應該是110/70mmHg,而成年長頸鹿的頭高度距離地面五米左右,這也就說明長頸鹿的心臟必須要付出更大的努力,將血從心臟泵到2-3米高的大腦中。
成年長頸鹿高4.3-5.7米,頸部可以達到2-2.4米。|pixabay
為了實現强大的泵血功能,長頸鹿就必須要有一個“加强版心臟”。它們的心臟重量超過11千克,長60釐米,幾乎是人類拳頭大小的心臟的30倍了。長頸鹿的心率也很高,能達到每分鐘150下。
更重要的是,長頸鹿的心臟血壓達到了220/180mmHg,幾乎是人類的2.5倍。對人類來說,140/90mmHg就已經算是高血壓了。高血壓是一種常見的慢性疾病,也是導致我們心腦血管疾病最主要的危險因素。長期高血壓會導致中風、心臟衰竭、腎衰竭等疾病……不過,同為哺乳動物,為什麼“超級高血壓”的長頸鹿一點事都沒有?
高血壓可能會導致冠心病、心臟病、腦血管病、腎衰竭等。|pxfuel
在最近的研究中,科學家將目光放在了長頸鹿的基因組上。我們都知道,一條基因上的一個字母的小小變異,就可能會產生意想不到的結果,像長頸鹿這樣特殊體格的生物,為了適應正常的生活,必然會有一些獨特的遺傳變異。
研究者們比對了長頸鹿和其他哺乳動物的基因後,發現長頸鹿身上有400多條基因都發生了獨特的突變,包括骨骼、心血管、視覺和嗅覺能力等。而高血壓長頸鹿的健康秘訣,可能就藏在其中。
早在2016年,一些長頸鹿基因組研究人員就發現了幾種和心血管系統相關的基因變異,這可能是長頸鹿解决高血壓和其他心血管問題的線索。而在2021年3月,另一個來自中國和丹麥的研究團隊發現了一條特別的基因,就和心血管有關。
這條基因叫做FGFRL1,對於人類和小鼠來說,它决定了正常的骨骼和心血管發育。在長頸鹿這裡,這條基因上出現了7個獨特的突變。為了驗證突變的效果,研究者將長頸鹿的FGFRL1引入了小鼠體內。
帶有長頸鹿FGFRL1的小鼠並沒有變成“長頸鼠”,但是卻變成了能够抵抗高血壓的“超能鼠”。研究者給5只普通小鼠和10只長頸鹿FGFRL1基因鼠都注射了能昇高血壓的藥物,結果發現,那5只普通小鼠很快就出現了高血壓的症狀:心肌和腎臟都受到了影響。但是長頸鹿FGFRL1基因變異鼠卻能够維持健康。
圖(上)是對照組小鼠,圖(下)是長頸鹿FGFRL1基因鼠。基因變異對小鼠的心臟發育幾乎沒有影響,但可以避免高血壓帶來的不利後果。|Science Advances
這究竟是怎麼回事,研究者們也不太清楚,不過對這條基因的深入研究,很有可能找到預防或治療人類高血壓的新方法。
還有一些基因突變也很有趣。長頸鹿不僅脖子高,血壓高,還有一個重要的技能:警惕性高。長頸鹿體型獨特,如果躺下睡覺可能會很難快速起身,這在野外生存中可能會招致危險。囙此長頸鹿每天幾乎只睡40分鐘,而且每次都只是打個3-5分鐘的小盹。這項難以令人相信的技能也可能與幾條睡眠節律相關的基因突變有關。
腿太長的長頸鹿,坐下就很難快速站起來。(乖巧.jpg)| pxfuel
當然,長頸鹿為了解决高血壓的問題,不僅僅通過基因突變的管道,它的身體各處都發生了一些適應性的變化。
通常來說,因為血壓太高,血管裏的水會被壓迫進組織裏,囙此高血壓的人往往會出現脚踝腫脹的問題。但是長頸鹿的腿卻還是如此細長。生理學家克裏斯蒂安·阿克傑埃爾(Christian Aalkjær)解釋說,這是因為長頸鹿腿上有一條非常有彈性的“打底褲”,這些緊密的結締組織會防止水腫,壓縮腿部組織。
長頸鹿膝蓋附近的後壁動脈也會起到降低血壓的問題,這意味著它可能會像個開關一樣,能够通過打開和關閉動脈來調節小腿的血壓。
長頸鹿頭部處於不同位置時的血壓示意圖。|Annual Reviews
還有一個問題也引起了研究者的好奇:因為長頸鹿的脖子太長,所以他們喝水時需要叉開腿,彎腰至很大角度,為什麼這時候再抬頭卻不會頭暈呢?
我們在生活中經常會遇到這個問題。當我們蹲下來的時候,血壓比較低,而且血液也難以上下流通。突然站起來後血液一下子流向下半身,導致大腦供血不足,就會有眼前發黑、天旋地轉的感覺。按理說,長頸鹿比我們高那麼多,這種感覺應該更明顯才對,但是它們卻不會暈倒。
阿克傑埃爾發現,當長頸鹿低頭時,脖子大靜脈有一個血池來儲存血液,用來在它們突然抬起頭時,幫助心臟做出有力的泵血反應,保證充足的腦部供血。
作為一個獨特的物種,長頸鹿不僅值得更多的科學研究,也更值得我們關注。在過去三十年間,長頸鹿的數量減少了40%,已經不足10萬頭。
長頸鹿的棲息地不斷被都市佔據,農業和畜牧業擠佔了他們本該擁有的資源。“樹都被砍了燒炭,長頸鹿連吃的都找不到。”它們還被帶入了野味市場,偷獵盜獵行為愈發倡狂。我們從小熟知的長頸鹿已經進入了瀕危物種紅色目錄中,可能會悄無聲息地滅絕。
喝水要劈叉,求偶要打架,每天還睡不够1小時的長頸鹿已經鹿生艱難了,就不要讓它們活得更難了。
可愛的長頸鹿正經歷著“無聲的滅絕”。|pxfuel
不過長頸鹿脖子到底為什麼這麼長?有人說是為了够樹葉,也有人說是為了用脖子打架……
真正的“脖擊”| youtube
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