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打破世界纪录 科学家在海拔6700米的火山上发现鼠类栖息
2020-03-26  

  去年夏天,科学家报告称发现了世界上栖息地海拔最高的哺乳动物——黄背叶耳鼠,当时发现者看到一只黄背叶耳鼠在尤耶亚科火山顶部奔跑。尤耶亚科火山横跨阿根廷和智利,是世界上海拔最高的活火山。
  竟然有动物能在海拔6200米的地方生存——没有植被,似乎也没有食物,实在令人难以置信。在阿塔卡马沙漠的边缘,雨水稀少,气温有时会降到零下59.5℃以下。
  内布拉斯加大学林肯分校的生物学者、国家地理探险家Jay Storz说:“怎么夸大黄背叶耳鼠生存环境的恶劣程度都不为过。”
  新发现引起了Storz的兴趣,为了寻找啮齿动物,2月份他专门组织了一次前往尤耶亚科火山的考察活动。他的确发现了啮齿动物。实际上,他在尤拉亚科火山顶部遇到了另一种黄背叶耳鼠,栖息地高度高于去年发现的黄背叶耳鼠。新发现的黄背叶耳鼠栖息地海拔高达6739米,打破了去年公布的纪录。
  在本周发表于《BioRxiv》的一项研究中,研究者对新发现进行了介绍。新研究拉开了了解这些啮齿动物如何适应如此严酷的环境并生存下来的科学探索的序幕。研究结果可帮助我们更好地了解其他动物适应极端环境的机制,甚至有助于研发人类应对低氧问题的医疗应用,例如由疾病、劳累或高原反应导致的低氧反应。
  为了对这些鼠类进行进一步的研究,科学家们在2月份的探险期间利用小陷阱捕捉了大部分老鼠,分属于四个不同品种。不过,Storz刚登顶尤拉亚科火山时,就徒手抓住了几只。尤拉亚科火山顶峰氧气含量很低,而且有可能刮起暴风,人只能在山顶上待几分钟,因此,能徒手抓住老鼠是难得的好运气。
  “没人想到鼠类会在那么高的地方生活,” Storz说。事实证明,鼠类也能到达人类能到达的高度。Storz的登山伙伴、职业登山运动员Mario Perez-Mamani用视频记录下了这一时刻。
  强大的鼠类
  黄背叶耳鼠(Phyllotis xanthopygus)是已知的一种鼠,栖息在安第斯山脉的山麓,在与海平面齐平的地方也能找到。
  这意味着黄背叶耳鼠活动范围的海拔跨度多达6700米。佛罗里达州立大学的鼠类专家、生物学教授Scott Steppan表示:“黄背叶耳鼠栖息的海拔高度跨度之大令人吃惊。没有其他物种能做到这一点。”
  在2月份的探险期间,Storz和同事们还在海拔5070米处发现了一种利马叶耳鼠(Phyllotis limatus),远超这个物种已知栖息地的最高海拔记录。另外两只发现于其已知栖息地高度的最大值地区。
  总而言之,这次探险表明“我们可能低估了许多动物的生理功能和其栖息地的海拔高度极限,因为生物学家们对世界上最高山峰的探索相对较少,” Storz说。
  2013年,美国登山者、急诊医生Matt Farson和人类学家Thomas Bowen在尤拉亚科火山上发现了一只老鼠,后来被认为是黄背叶耳鼠。在2016年的一次探险活动中,科罗拉多大学博尔德分校的Steven Schmidt等人在同一位置发现了另一只老鼠,并在其洞穴附近采集了DNA样本,最终确认是一种黄背叶耳鼠。后来,在2019年6月末的美国哺乳动物学家学会上,研究者正式宣布了这一发现。
  增添吸引力
  大耳鼠兔曾经是栖息地海拔最高的哺乳动物,之前有人在海拔6126米的高度发现过这种动物。还有人曾在海拔6100米的地方看到过牦牛和岩羊,但这已经超出了它们已知的宜栖息区域。就黄背叶耳鼠而言,这些个体被认为是已知种群的一部分。
  新发现增添了研究者对尤耶亚科火山的兴趣。尤耶亚科火山是世界上海拔最高的考古遗址所在地,1999年,国家地理探险家Johan Reinhard在这里发现了一批保存近乎完好的印加木乃伊。Reinhard还在这片高海拔地区发现了一些啮齿动物,只是当时他认为这些动物是为了获取攀登者的食物而跟随他们。尤耶亚科火山还坐拥世界上海拔最高的湖泊之一,还有各种独特的微生物。
  新发现引发了许多问题。在海拔如此高的地区,气温这么低,氧气含量不足海平面的一半,黄背叶耳鼠究竟是如何生存下来的呢?它们以什么为食呢?
  黄背叶耳鼠可能会进食被风吹来的腐质,但腐质的数量似乎不是很充足,Storz说,他主要研究鹿鼠,其活动范围涵盖海平面到海拔4200米高山的广大地区。它们基本上相当于北美的黄背叶耳鼠,他说。
  它们能通过“一系列生理改变”在高海拔地区生存,比如更慢的肌肉新陈代谢系统和特殊的心血管系统。
  未完待续
  为了更深入的探索黄背叶耳鼠忍受极端生活方式的能力,Storz计划再次造访尤耶亚科火山。具体来说,他计划将活鼠放入代谢室,测量其最大摄氧量VO2(一个耗氧量指标),并进行其他测试。这项研究得到了美国国家地理学会和美国国立卫生研究院的资助,因为更深入地了解动物适应高海拔生活的机制,“有助于治疗与氧气输送和氧气利用问题相关的许多人类疾病,”他说。
  这些包括心脏病和肺病,比如肺气肿或慢性阻塞性肺病。研究结果还有助于医生治疗高原反应,应对高海拔地区或其他低氧地区的生活。
  新发现“完全出乎意料,黄背叶耳鼠确实值得批判性研究,科学家们还应该聚焦全球其他类似地区的相似案例,比如喜马拉雅地区,” 加州大学伯克利分校的荣誉教授James Patton说,他没有参与这项研究。
  Patton对黄背叶耳鼠能在这里存活感到惊奇,并渴望听到更多有关其生存机制的信息。“简单地说,实在不可思议了。”

 

 

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