冬眠的松鼠如何能够在六个月以上不喝水的情况下却不会口渴

冬眠的松鼠如何能够在六个月以上不喝水的情况下却不会口渴

每年有六到八个月的时间,十三线地松鼠不会离开它们小小的地下洞穴。它们在北美草原下冬眠,等待寒冷季节过去,没有任何食物储备或水源。它们在整个冬眠期间不吃不喝。科学家们正在慢慢解开它们冬眠的原因和过程。

11 月 28 日发表在《科学》杂志上的一项研究表明,冬眠地松鼠大脑中与口渴有关的特定区域受到强烈抑制,即使在啮齿动物看起来活跃的间歇期也是如此。结合同一实验室小组以前的研究成果,这项新研究阐明了哺乳动物在地下停留如此长时间的极端策略。

十三线地松鼠。图片由 Gracheva 实验室提供。

在大多数情况下,我们认为口渴是生存的关键适应性。我们(以及所有哺乳动物)都需要水来循环、细胞功能、废物清除、调节体温等。当血液中的离子浓度达到临界点、血容量过低或肾脏开始承受压力时,激素和其他信号会触发大脑感到口渴。你喝水,平衡就会恢复。

但对于一只试图在洁白的冬日仙境中生存的棕毛松鼠来说,离开巢穴寻找水源的冲动很容易就意味着死亡。“这会增加被捕食的风险,”资深研究作者、耶鲁大学细胞和分子生理学及神经科学教授埃琳娜·格拉切瓦 (Elena Gracheva) 说。当然,寒冷本身就是一种威胁。然而,在地面世界徘徊的饥饿捕食者可能是最大的风险,一定要消灭任何在猎物稀少、无处可藏的寒冬犯下离开巢穴错误地松鼠。“我们还不能确定,”格拉切瓦指出,“但这是我们得出的一个合乎逻辑的解释。”

因此,即使松鼠迫切需要喝水,消除口渴也成为一种违反直觉的生存方式。

格拉切瓦和同事此前的研究发现,冬眠的松鼠通过严格保存水分和隔离身体其他部位的离子,将血液中盐等离子的浓度保持在稳定水平,大约与活跃的松鼠相同。催产素和加压素等激素可以储存水分,并起到抗利尿剂的作用,抑制排尿。尽管松鼠的体温较低,但负责产生这些激素的大脑区域在冬眠期间仍然高度活跃。

然而,这种生理机制不足以完全解释口渴的缺乏。其他引发口渴的信号,如与肾脏压力和低血容量相关的激素,仍然在哺乳动物的体内循环,按照所有标准衡量,它们应该在呼唤液体。然而,根据新研究,即使在冬眠期间活动并被提供水,松鼠也会避免喝水。

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