科学家发现了另一种大脑萎缩的哺乳动物

【字体: 时间:2022年09月23日 来源:MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT

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  它们代表了一种新的哺乳动物,这种哺乳动物通过一种被称为“德涅尔现象”的过程,可逆地缩小了大脑。

  

一项对鼹鼠的研究表明,是寒冷的天气——而不是缺乏食物——导致了哺乳动物罕见的可逆大脑萎缩现象

在隆冬季节,欧洲鼹鼠面临着生存问题。它们的新陈代谢——接近任何哺乳动物的上限——需要比最冷月份更多的食物。鼹鼠们没有通过迁徙或冬眠来解决这种季节性的困境,而是探索了一种不同寻常的节能策略:缩小大脑。在一项新的研究中,来自马克斯普朗克动物行为研究所的Dina Dechmann领导的团队报告说,欧洲鼹鼠的大脑在冬天会及时减少11%,到夏天会重新生长4%。它们代表了一种新的哺乳动物,这种哺乳动物通过一种被称为“德涅尔现象”的过程,可逆地缩小了大脑。但这项研究不仅仅是在大脑萎缩的哺乳动物的奇怪标准中增加了另一个物种——它揭示了驱使它们走上这条危险道路的进化奥秘。通过比较来自不同气候的鼹鼠,研究人员发现,德内尔的现象是由寒冷的环境引起的,而不仅仅是食物短缺。减少脑组织可以使动物减少能量消耗,从而在寒冷中生存下来。

登内尔现象于20世纪50年代被发现,首次被描述在鼩鼱的头骨上,它们在冬天被观察到更小,在夏天被观察到更大。2018年,Dechmann和他的同事提供了第一个证据,证明鼩鼱头骨的这些不寻常变化发生在一个人的一生中。从那以后,Dechmann和他的同事们证明了Dehnel现象也发生在白鼬和黄鼠狼身上。这些哺乳动物的共同之处在于,它们的生活方式让它们处在活力的刀刃上。

Dechmann说:“它们有极高的新陈代谢,在寒冷的气候中全年活动。”“它们微小的身体就像涡轮增压的保时捷发动机,可以在数小时内耗尽能量。”

对科学家来说,很明显,收缩消耗能量的组织,比如大脑,可以让动物减少能量需求。“我们知道,德内尔的现象帮助这些动物在困难时期生存下来,”德希曼说。“但我们仍然不知道驱动这一过程的真正压力点是什么,确切的环境触发因素是什么。”

现在,研究小组通过研究一种新陈代谢极端的新哺乳动物来回答这个问题。通过测量博物馆收藏的头骨,研究人员记录了两种鼹鼠——欧洲鼹鼠和西班牙鼹鼠——在不同季节的变化。他们发现,欧洲鼹鼠的头骨在11月收缩了11%,在春天再生了4%,但西班牙鼹鼠的头骨全年没有变化。

由于不同物种生活在截然不同的气候中,研究人员可以确定是天气而不是食物的供应导致了大脑的变化。Dechmann说:“如果仅仅是食物的问题,那么我们应该看到欧洲鼹鼠在冬季食物短缺时萎缩,而西班牙鼹鼠在夏季炎热导致食物短缺时萎缩。”

研究结果不仅回答了进化的问题,还为我们的身体在遭受严重损伤后如何再生提供了见解。Dechmann说:“这三种远亲哺乳动物可以收缩并再生骨骼和脑组织,这对阿尔茨海默症和骨质疏松症等疾病的研究具有重大意义。”“我们通过德纳尔发现的哺乳动物越多,其生物学见解就越与其他哺乳动物相关,甚至可能与我们人类相关。”

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