作者:向左甫等 来源:《细胞通讯》 发布时间:2023/8/14 14:12:54
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揭秘“网红”土拨鼠的“私生活”

 

肥肥糯糯、呆萌可爱,长着龅牙、站着打架……近两年,关于土拨鼠的表情包和短视频在网上走红。

向左甫第一次在野外遇到土拨鼠,则是在8年前。

当时他在西藏旅游,看到这种“又大又萌”的动物,一下子就被迷住了。但身为动物行为生态学家的他,对土拨鼠却一无所知。他随手一查,发现这一学名为喜马拉雅旱獭的家伙虽然数量众多,但国内外对其的相关研究却出奇少。

土拨鼠为何如此“不受待见”?向左甫仔细了解后得知,这种“萌货”竟暗藏凶险,令科研人员对其敬而远之。

犹豫两年后,向左甫还是启动了对土拨鼠的研究。日前,他的团队“揭露”了土拨鼠不为人知的“体重管理秘籍”,该研究成果以封面文章的形式发表于《细胞通讯》。  

向左甫团队成果在《细胞通讯》上以封面文章的形式出版。图源:Cell Reports

科学家为啥不想“碰”土拨鼠 

作为中南林业科技大学教授,向左甫专注研究金丝猴20多年,是我国唯一开展过4种金丝猴生态学研究的学者。

“行为生态学提出了很多科学假设,但金丝猴是濒危物种,不能对其抽血甚至解剖取样,也就没法通过动物实验对假设进行验证。”向左甫说,他的团队一直在寻找和金丝猴习性、分布区域等相似的物种。

土拨鼠与金丝猴一样分布在高海拔地区,食物都受季节性变化影响,只不过二者运动模式不同—— 一个喜欢打洞在地下生活,一个则喜欢栖居于树上。

警惕的土拨鼠。向左甫 摄

但为何土拨鼠的中英文研究资料那么少?向左甫为此专门请教了中国科学院西北高原生物研究所的专家。原来,看似人畜无害的土拨鼠却是鼠疫等病原体的自然宿主,其体外寄生虫是鼠疫的传播者,研究人员对其进行解剖和研究时有感染鼠疫的风险。

那还要不要开展研究?“我当时作了很久的思想斗争,因为一旦要做,我就得为整个团队的安全着想。”向左甫说,考虑到现在医疗和防护水平不断提升,鼠疫的检测和治疗不再是难题,犹豫两年多后,他终于决定一试。2017年,向左甫带领团队在四川阿坝州若尔盖草原正式开启对土拨鼠的研究。

一只“躺平”的土拨鼠。鲍自强 摄

起初,团队成员都很紧张,每次接近土拨鼠都是全副武装。不过,他们慢慢发现,只要做好防护,土拨鼠也没有想象中那么危险。团队至今无一人因研究土拨鼠而得病。

土拨鼠在青藏高原以及甘肃、四川、云南等地都有分布,出于交通、野外条件等考虑,团队将研究地选在了四川省阿坝州若尔盖县班佑乡畜牧兽医站,主要科研范围则在若尔盖草原上。目前,团队在当地有3名研究人员,分别研究土拨鼠的警戒行为、能量代谢机制和体温调节机制。

两只土拨鼠在玩耍。向左甫 摄

今年7月中旬至今,论文共同第一作者、中南林业科技大学博士研究生鲍自强一直在若尔盖草原上观察土拨鼠,正是他所开展的土拨鼠能量代谢机制研究,揭开了土拨鼠体重管理“秘籍”。

海拔3000多米上演“极限挑战”

晚上7点多,当《中国科学报》记者拨通鲍自强的电话时,他刚结束一天的科研工作回到当地畜牧兽医站的住所。

当天,当地的最高温度是18摄氏度,最低温度只有7摄氏度。鲍自强脱下穿了一天的羽绒服,准备先烤烤火再和同伴一起做晚饭,因为此次到阿坝州时间还不长,他还有点高原反应。

资料图。鲍自强在7月天烤火。受访者 供图

研究场所海拔约3600米,夏季下冰雹是常有的事,10月至次年4月初是雪季,而这个时间点正好与土拨鼠的冬眠时间相符。也就是说,一年中约有半年能开展土拨鼠研究。

雪后的若尔盖草原。鲍自强 摄

在这里,研究人员一待少则一个月,多则3个月。当地藏民只养牦牛且肉不外售,他们想要改善伙食只能去县城。“因为海拔高,饭菜往往煮不熟,所以我们最常吃的就是方便面、火腿和萝卜一锅炖,这最容易熟。”鲍自强说。

鲍自强2016年硕士毕业后,当过几年中学数学老师。但生命科学专业出身的他,总想着通过科学研究做些对社会有用的事,最终选择了考博。

鲍自强和土拨鼠互动。受访者 供图

2020年9月,鲍自强从长沙出发,途经成都、汶川等地,首次来到若尔盖。“来到这里的第一课就是学会适应地震,因地处地震带,地震较为频繁,我们在路上就遇到了小震。”而且,即便出发前就接受了野外科研培训,面对追咬的藏獒时他还是很害怕。“现在好多了,基本能应付。”鲍自强笑着说。

班佑乡畜牧兽医站年久失修,一下雨房子就到处漏水,老鼠是常客,没网、没电更是这里的常态。“村里用水不便也没地方洗澡,有次因洗澡还差点感冒高反,所以我现在基本是隔一个月到县城采购食物时顺便洗澡。”鲍自强说,生活的不便都能克服,最需要警惕的是做研究时遇到高原蝮蛇和狼等危险动物。

漏水的屋顶。鲍自强 摄

鲍自强向记者讲述了在若尔盖最难忘的一次经历。那是2021年3月,离土拨鼠结束冬眠还有约一个月。为第一时间观察土拨鼠冬眠结束后的习性等,鲍自强当年3月就赶到了若尔盖。来之前,他虽然知道当地在下雪,但没想到雪这么大,暴雪甚至持续了一周多。

当时零下十几度,雪早就没过了靴子,全村的路口都封了。“最后的几天,我带的食物都吃完了,只能整天蜷缩在被子里等待雪停,减少能量消耗。”鲍自强说。

鲍自强在做饭。受访者 供图

他当时还不会藏语,平日忙着做实验,和藏民打交道也不多,且牧民住得很分散,经常不在家。“直接吃雪容易得冻疮,一般需要焐化了再喝,但雪水里有牛粪等杂质,喝了容易腹泻,所以只能忍渴挨饿。”几天后暴雪停了,鲍自强才出站寻找食物。

和记者交谈时,鲍自强总有些顾虑。“怕说困难太多就成了学校的招生‘减’章,吓退一些学生。”但他又肯定地说,这是一份非常有意思且有用的研究,受这些苦不算什么,“希望有更多人加入团队,让人们进一步认识土拨鼠”。

放弃安稳的工作到如此艰苦的环境下做研究,值得吗?鲍自强也曾这样问过自己,但得到的答案都是“值”。“我不想生活在舒适圈,总想挑战自己的极限,脚踏实地做一些有用的研究,这是我理解的人生的意义。”鲍自强说,土拨鼠等野外研究就好比在大航海时代探索一个个岛屿,每个成果就像是在填补未知世界的“地图”,运气好还能碰到新大陆,岂不乐哉。

鲍自强在观察土拨鼠。受访者 供图 

揭秘土拨鼠的“私生活”

网上经常会看到两只土拨鼠抱着打架的视频。鲍自强告诉记者,它们之所以上演“锁喉”和“拳击战”,往往是为了抢夺配偶或生存领域。为了过冬,它们需要在短时间内增加大量脂肪,有时候“互殴”也是带着运动和玩耍的目的“过过招”。  两只土拨鼠在打架。鲍自强 摄

向左甫团队还有哪些有趣的发现?

他们观察到6个一夫一妻制的交配种群;两个一夫多妻制种群,即1个雄性有1只以上雌性配偶,且每只雌性都会产生后代;以及3个多配偶关系种群,即1个雌性与超过1只雄性交配,每只雄性都有后代。这证实了土拨鼠会“偷情”这一现象。2022年底,该成果在《当代动物学》发表。

牛群旁的土拨鼠。鲍自强 摄

那么,它们为什么“偷情”?“我们仍在分析其中的规律,或许和人类干扰有关,抑或是因为本地种群增多,当然也有可能是‘隔壁老王’本就基因好,因此更受欢迎。”向左甫说。

而此次发表在《细胞通讯》的封面文章,则进一步揭示了土拨鼠会在短时间内增肥储存脂肪以过冬,但再胖它们也不会得脂肪肝的秘密。 

土拨鼠在冬眠期通过消耗体内的脂肪维持基础代谢,因此需要在活动期积累足够脂肪快速增肥。但土拨鼠生活的环境中,食物季节性变化非常大,它们的肝脏如何适应快速积累的脂肪?

萌萌的土拨鼠。奚志农 摄

向左甫团队发现,不饱和脂肪酸是引起土拨鼠体重增加的主要原因,然而哺乳动物无法自身合成这种脂肪酸,需要从外界获取。他们进一步研究发现,土拨鼠育肥阶段可通过上调肠道细菌中厚壁菌的方式合成不饱和脂肪酸,以弥补食物的不足。

肝脏方面,尽管镜检发现了脂肪聚集的现象,然而转氨酶无明显波动,提示没有肝损伤。转录组分析则发现,参与脂肪酸分解和胰岛素水平降低的通路发生上调,而这可能是积累脂肪的同时保护肝脏免受损伤的原因。

向左甫教授团队在开展相关实验。受访者 供图

“通俗说,就是土拨鼠没法通过外界的食物实现快速增肥,但体内有个‘机关’,可以通过上调肠道细菌中厚壁菌的方式合成不饱和脂肪酸从而增肥。但它胖得再快也不会得脂肪肝,因为它体内有‘克’脂肪肝的基因。”鲍自强解释说。

土拨鼠可以快速增肥,那能否把这个过程逆向控制,帮助肥胖的人快速减肥?向左甫团队将围绕这一方向继续开展深入研究。他们希望这一课题能为非酒精脂肪肝的研究和治疗提供全新思路。 (来源:中国科学报 王昊昊)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112718

https://doi.org/10.1093/cz/zoac079

 
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