蟒蛇如何能吃下如此巨大的食物

蟒蛇如何能吃下如此巨大的食物

在地球上众多的蛇类中,蟒蛇以其惊人的吞食猎物能力而闻名。一些蟒蛇物种被发现捕食鹿、牛甚至鳄鱼,但它们通常不会像大多数动物那样每天都进食。尽管科学家已经观察了它们的饮食模式数十年,但人们对这对它们心脏的影响知之甚少。事实证明,以这种方式进食,蟒蛇会在进食一顿饭时迅速增加心率、体重和能量输出。

8 月 19 日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究发现,即使蟒蛇的心脏在为吃下如此大量的食物做功,它的心脏似乎也会变得不那么僵硬。随着更多研究的开展,了解蟒蛇心脏如何做到这一点,未来有一天可以应用于人类的心脏病。

盛宴与斋戒

在野外,由于食物匮乏,蟒蛇经常几个月不进食。当它们最终找到食物时,它们会拼命寻找,而且经常会吃下相当于自己体重的一顿饭。

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“能够长时间不伤害身体的禁食,并能间歇性地进食这些大餐,对它们的生存至关重要,”研究合著者、科罗拉多大学生物学家 Leslie Leinwand 告诉《大众科学》。 “对这种生活方式的一种适应性反应是,在进食此类食物后的第一周,它们体内的几乎所有器官都会变大,而进食后,它们的器官会缩小到比禁食时略大一点。”

为了进一步了解摄食方式对身体的影响,Leinwand 和团队比较了球蟒 ( Python regius ) 的心脏。一组球蟒禁食 28 天。另一组则吃了一顿相当于蛇体重四分之一的整只老鼠。

来自 Leinwand 实验室的球蟒。图片来源:Yuxiao Tan。

与未进食的蟒蛇的心脏相比,进食后,喂食的蟒蛇的心脏质量增加了近25%。进食后心脏的总体结构基本没有变化。

在吃饱的蟒蛇中,心肌肌原纤维(帮助心脏收缩的心肌细胞中的单个单位)产生了更多的进食力量。与禁食的蟒蛇相比,心肌肌原纤维的放松速度也更慢,张力也更小。与禁食的蟒蛇相比,吃饱的蟒蛇心肌细胞中改变基因对生理压力反应的染色质也更少浓缩。

帮助心脏泵血的心室组织在饱食的蟒蛇中也比在禁食的蟒蛇中僵硬得多。根据这项研究,在吃完一顿大餐后仅 24 小时,蟒蛇心脏的僵硬程度就会大大降低。

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“硬化”心脏的未来应用

心脏僵硬对动物的心脏来说是个麻烦,因为它会阻碍血液正常流动。在人类中,心脏淀粉样变性或“心脏僵硬综合征”会导致心跳异常和心脏信号错误。对于蟒蛇来说,它们的心脏似乎避免了心脏僵硬的陷阱。它们的心脏变得更有弹性,同时仍能产生吞食猎物所需的巨大力量。

“我们已经证明,器官尺寸的增大是生理性的,或者说是健康的,”莱因文德说。“在心脏方面,这种增大在体能训练有素的运动员身上很常见。”

然而,还需要更多的研究来确定如何利用它来帮助人类心脏。

“如果我们能将蟒蛇的生物学原理应用于心脏健康,那么这对心脏病患者将大有裨益,”莱因文德说。“世界上有很多令人着迷的生物学原理,可以帮助我们更好地理解和治疗疾病。”

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