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会使用 “兴奋剂”的鱼

来源:环球科学
 
任何职业运动都会禁止运动员使用血液兴奋剂(blood doping)。比如,运动员可以通过注射药品增加红细胞数量,从而提高血液携氧能力,增加肌肉力量。
但是,许多动物天生就会使用“血液兴奋剂”。在需要体力支持时,猪、海鱼和潜水海豹等动物的血液携氧能力可以提高40%到60%。
最新研究表明,一种名为bald notothen的南极鱼类可将自身血液携氧能力提高200%以上,以便让自己在冰冷的海水中也能保持积极的状态。
和大多数原产于南极洲的鱼类一样,这种鱼的血液中含有抗冻蛋白,可帮助自身抵御严寒。但这些蛋白质与红细胞结合时会使血液变得粘稠,难以循环。有些南极鱼类的适应方法非常独特,它们会尽可能降低血液中的红细胞。此时它们会一动不动地等待猎物,通过鳃和皮肤直接从水中吸收氧气。
然而,这种鱼在冰面下的游动非常积极,不仅会追逐磷虾和其他甲壳类动物,还需要小心躲避企鹅和海豹等猎食者。迈克尔·阿克塞尔松(Michael Axelsson)是瑞典哥德堡大学的心血管生理学家,同时也是这项研究的参与者之一。他说,要完成这类行为,“需要为肌肉提供(更多)的氧气”。相关研究发表在《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology)上。
科学家做了一项对比实验,分别让玻璃容器中的这种鱼处于放松和被塑料管“追逐”的两种状态,然后统计它们的红细胞数值。在静止时,这种鱼的红细胞值为9%,运动时红细胞值则为27%,这表明后者的血液携氧能力激增了207%。
阿克塞尔松表示:“我们还没见过其他鱼类的红细胞值会超过原来的2倍,或者在静止时,红细胞的值会降得如此之低。”他解释说,这种低红细胞值可以减轻这种鱼心脏面临的压力。
研究人员还发现,这种鱼会在脾脏中储存红细胞。在需要时,脾脏会尽量收缩,重量可减少41%,以此将更多的红细胞注入血液。
美国加利福尼亚州斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的海洋生物学家杰拉尔德·科伊曼(Gerald Kooyman,并未参与这项研究)对红细胞数值的巨大变化惊讶不已。
然而他也指出,这类动物的血细胞原本就比较少,所以用3倍的红细胞数来维持血液循环并没有想象中那么难。不过,当潜水威德尔海豹血液中的红细胞水平从40%提高到90%时,它的血液将难以泵出。
博氏南冰?也面临着对应的挑战,它需要权衡这种能力带来的得失。当科学家在这种鱼的主动脉上安装探针后,他们发现,活动频繁的个体血压会升高12%,心脏工作的强度也会增加30%。
博氏南冰?的心脏可以在安静时得到充分的休息,但当它们需要发力时,工作的强度就会明显增加。阿克塞尔松说,“因为需要更多的氧气,这些鱼不得不承担红细胞数量增加所带来的负担。”
撰文:普林亚克·伦瓦尔(Priyanka Runwal)    
翻译:林清
文章来源:环球科学
本文来自:环球科学
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