它或许是新冠肺炎低氧血症的“救星”?

14
Apr

它或许是新冠肺炎低氧血症的“救星”?

​聪明的你或许已经发现了封面图里的玄机,

猜到了本期推送的主角。

对,它就是海豚!

海豚和人类一样是哺乳动物,它们需要用肺呼吸(划重点:后面要考),而不是像鱼一样用腮呼吸水中溶解的氧气。

 

此时,你的脑海里是否有很多问号?

 

为什么海豚作为一种海洋动物,却不能随时呼吸?不能在水中自由呼吸的它们,是如何拥有如此强大的游泳和水下生存能力的呢?有着甜蜜“微笑”的海豚,是如何帮助科学家攻克人类医学难题的呢?

实际上,经过五千万年的进化,海豚掌握了许多令人惊叹的能力。今天是世界海豚日,让我们一起来聊聊这种高智商海洋生物吧!

震惊!海豚从来不睡觉?

因为海豚需要用肺呼吸,所以它们每1-2分钟就需要浮到水面,将呼吸孔透出水面呼吸。与人类和其他陆生动物不同,海豚每一次呼吸都是有意识的,而不是一种自然而然的无意识行为。那么你可能会问,万一海豚睡着了,忘记呼吸了怎么办?

盲生,你发现了华点。

其实,海豚从出生开始就不睡觉,或者说它们只单独休息左脑或者右脑。在左脑休息时,它们的右脑保持着清醒,从而保证它们可以随时浮到水面呼吸。同理,右脑休息时,左脑是清醒的。

近期的基因学研究显示,海豚与其他海洋哺乳动物的身体不会产生褪黑素!褪黑素是人类松果体产生的一种胺类激素,在人体里起着重要的促进睡眠的作用。而没有褪黑素的小海豚,是从来不会犯困的呢!

                                                                                                “早C(coffee)晚A(alcohol)”的
                                                                                                    都市“隶”人流下了羡慕的眼泪

 

                                                                                                           海豚拥有特殊的血液?

由于海豚需要不断地憋气下潜,它们的身体经常处在低氧环境下。为适应在低氧环境下生存,海豚体内的细胞经历了一系列演变。举例而言,海豚血液中的肌红蛋白和血红蛋白含量比人类高出很多,这保证了它们每次呼吸都能在血液中储存更多的氧气,可以开心地在水下生活啦!

目前我所在的研究团队,就在学习海豚是如何适应低氧环境的。低氧(Hypoxia)在人类医学界是一个常见的问题。中风病人心脏病病人,甚至新冠肺炎病人都会经历低氧症状。

                                  血氧饱和度的急剧下降是重症新冠患者的症状之一。因血液中氧气含量过低而入院的患者,往往情况不容乐观
                                                                                                 图片来源:Medical News Today

 

如果我们能从海豚和其他海洋哺乳动物身上研究出它们是如何调节和适应低氧环境的,也许我们就能将类似的机能应用在人类医学领域中,帮助各种各样的病人减小因低氧环境而产生的健康风险。

 

今天,我也要去大海里寻找海豚!

我所在的研究团队会按照一些步骤,学习和研究海豚。

 

🐬 向着大海出发 🐬

 

研究过程的第一步,便是去大海里寻找海豚,这可是我最喜欢的部分!我们会坐船到学校周围的海域寻找野生海豚,并对它们进行“活检”,也就是取一小块像小拇指一样大的皮肤来提取海豚的DNA。

这是一小块大西洋斑点海豚的皮肤组织

​仔细观察的话,可以看到上面的斑点哦

图片来源:Giselle

你可能会问,科学家是如何辨别不同的海豚的呢?其实,我们会通过照片采取它们的“指纹”。虽然海豚没有手指,但是它们的背鳍形状是独一无二的。当它们浮出水面时,我们可以给它们的背鳍拍照,以此来辨别每一只独一无二的小海豚!

许多海豚保护组织的保护目录中都会有几百只独特的海豚,我们还可以给他们起独特的名字哟!

你好,Maria Mitchell~

图片来源:PCDP

🐬 实验室活检提取DNA 🐬

 

通过分子生物技巧,我们可以提取海豚的DNA,得到整个基因组。再通过对比不同生物的基因组,我们就可以观察海豚特殊的基因变异,从而检测出能让他们在水下生活的基因。

左:正在提取海豚DNA样本的我 右:DNA样本

图片来源:Giselle

海豚的生活,需要大家来守护

虽然小海豚们看起来总是在笑着,但它们的生活,却因人类活动的影响而受到了极大的威胁。

 

🐬 在渔网中溺水 🐬

 

许多海豚因为被水下的渔网缠住,而无法浮到水面上呼吸。只能呼吸空气的它们,就会因此而溺水。这其中,金枪鱼渔业对海豚造成的影响最大。

斯里兰卡附近海域,一只被塑料垃圾缠住的里氏海豚

图片来源:Getty Image

由于海豚与黄鳍和蓝鳍金枪鱼一起觅食,于是人类在捕捉金枪鱼时使用的网,就会经常缠绕住弱小、可怜、无助的小海豚。为避免这种问题,世界上许多动物保护组织建立了金枪鱼捕捉标准。在购买金枪鱼时,希望大家可以关注这样的有“安全捕捞(Dolphin Safe)”的商标,尽量购买钓鱼线捕捉的金枪鱼,而不是渔网捕捞的金枪鱼。

图片来源:National Geographic

🐬 进食环境中的化学毒素和塑料微粒 🐬

 

作为食物链顶端的捕食者,海豚常常会进食到环境中的毒素,比如在海水中融化的塑料微粒、农药、水银、水中泄漏的石油等等有害物质。这不仅会缩短它们的寿命,更会对它们的大脑造成严重的影响。

更可怕的是,海洋哺乳动物通常会将这些毒素保存在脂肪里。当它们生下小海豚进行哺乳时,乳汁就来自这些有毒的脂肪储备。一些研究发现,部分海豚妈妈的乳汁有高含量的毒素。如果这样的乳汁被海豚宝宝进食,会对它们一生的健康造成严重的危害。

图片来源:Pinterest

🐬 水下噪音污染 🐬

 

和蝙蝠一样,海豚会通过“回声定位”来“观察”自己的四周。它们从头部发出一系列敲击声,然后通过听取这些敲击声的回声来观察环境。这就是为什么海豚的听力十分灵敏。不仅如此,声音在海水中的传播速度比在空气中快5倍(1500米/秒),这代表着海洋中的每一个声音,海豚都可以听到

 

然而,随着海运工业的进步,海上交通变得十分繁忙。这些船只发动机发出的声音很大,小海豚们可以听得十分清楚。想象一下,如果你生活在一个每天都在装修的环境里,是什么感觉呢?

有时,海豚因为无法忍耐这样的“噪声”而向陆地方向游。然而它们游得离海岸越近,搁浅的危险就越大。为了不打扰海豚的正常生活,我们一定要为保护海豚献出力所能及的力量,促进动物保护条例的完善。

关于作者

Giselle就读于美国杜克大学,正在学习海洋生物学。她曾在GEI实习,最喜欢的动物是斑点海豚,因为它们超级可爱活泼,总会游到船边和大家打招呼。在学校,她主要的研究课题是海洋哺乳动物基因学。毕业后,她希望可以用学到的知识保护世界上所有的小海豚!图片来源自Giselle和网络

 

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