简讯:把长颈鹿基因转入老鼠,老鼠没长出长脖子,但...
出品:科普中国
制作:苏澄宇
(资料图)
监制:中国科学院计算机网络信息中心
长颈鹿,一种在大草原上颇为显眼的动物。长长的脖子引来大家许多奇怪的问题,在知乎上你可以看到很多和长颈鹿相关的迷思,比如长颈鹿要怎么喝水?长颈鹿会有颈椎病吗?长颈鹿要是想吐怎么办?长颈鹿是不是容易被闪电劈中?长颈鹿想吐的时候怎么办?……
这些奇奇怪怪的迷思只因它有着地球上最长的脖子。长颈鹿这么长的脖子,好处当然不只是为了吃到高处的叶子,还可以获得更高的视线、更广的视野,以及相较于那些短脖子动物,更轻易捕食它们想要的动物。
上述那些问题,我都有过科普回答,如果感兴趣的话,你可以搜索看到。今天我们来讨论另一个长颈鹿的问题,一个更关乎长颈鹿生存的问题:长颈鹿脖子那么长,它把血液从心脏供上头部是不是很困难?
图源:sciencealert
拥有强心脏的长颈鹿
我们都知道要想把深井里的水打上来,除了用绳子绑一个桶沉下去把水舀起来,还有一个办法就是用水泵。一般来说,泵可以增加水的压力,增加压力后可以获得更大的推进力,这种推进力可以把水从地底下推上来,越深的井需要的泵的排出压力更大。
而动物强有力的心脏就是天然的泵,通过心室肌有节律地收缩和舒张,把血液输送到身体各处。对于大多数哺乳动物来说,心脏和头部之间的垂直距离较短。因此,心脏的血压和头部的血压差不多。
但长颈鹿跟其他“普通”的哺乳动物不太一样,它的心脏和头部之间的距离实在太长了,所以想要把血液从心脏泵到头部,得需要比其他“普通”动物更大的动脉血压,才能把血泵上去。
早在1955年,GOETZ RH就对长颈鹿的心血管系统做过研究,他发现长颈鹿的动脉收缩压可达300mmHg,舒张压可达180mmHg,这大约是正常人的2.5倍。而且科学家发现,还没长大的长颈鹿,它的头离心脏还没那么远,那时血压还比较低,随着长颈鹿慢慢长大,脖子慢慢变长,它的血压也随之变高。
人类与长颈鹿各部位血压对比图图源:Deranged Physiology
既然这颗天然的泵那么厉害,那它体积肯定和“普通”哺乳动物的心脏不太一样。一只成年的长颈鹿,它的心脏长达0.6米,重达11公斤。对比人类巴掌大的心脏,长颈鹿心脏大约是人类的30倍。(在网上找到了长颈鹿心脏的图,过于血腥就不放出来了,感兴趣的可以自己找)
但这并不是“普通”哺乳动物心脏差异最大的地方,因为长颈鹿心脏的大小和它的体积是成正比的,差异最大的地方在于心脏的内部结构。2006年到2009年的时候,G. Mitchell对津巴布韦每年被捕杀的长颈鹿进行了解剖观察。(注:长颈鹿根据津巴布韦的法律要求被捕杀的)。
科学家发现,长颈鹿的左心室和室间隔的厚度非常大,比人类大多了。一只1300公斤的成年长颈鹿,它的左心室壁厚度可达7cm左右,而室间隔壁可达5cm左右。要知道,人类的左心室壁和室间隔壁也就1.2cm左右,进行高强度训练的运动员心室壁厚度略高于普通人(1.3-1.5cm)。
1300kg长颈鹿心室的横切面,它的心室壁看起来极为厚大
图源:文献1
同时,科学家发现长颈鹿其他地方的血管壁也很厚,如下图
图源:文献1
对数据进行统计后发现,心室壁的厚度特征是属于异速生长关系。所谓异速生长指的是,生物的特征会随着体型的变化而变化,但这个变化是不成比例的。
科学家对长颈鹿心室壁和动脉血管壁厚度的发现,解释了为什么长颈鹿没得高血压的生理原因。人如果血压过高,这意味着心脏泵出来的压力实在太大了。这力量大了,“薄薄”的血管壁就遭不住了,所谓的脑溢血,就是因为血压太高,把脑血管壁给冲爆了。
而长颈鹿的心室壁和血管壁就不太一样了,它的血管壁贼厚,是人类的好几倍,这下即便是高血压,也不必担心把血管壁给冲破了。
但这并不是最根本的原因,最根本的原因还是在于基因的差异。
特殊基因,让长颈鹿不再惧怕高血压
几年前,Rasmus Heller就发起了反刍动物基因组计划(RGP) ,其中就包括了长颈鹿。通过对长颈鹿和其他短脖子反刍动物的基因组进行对比,科学家发现了大约有500个基因,这些基因要么是长颈鹿独有的,要么是只有长颈鹿才有的变异。
在这500个基因中,一个叫FGFRL1最为突出,因为它最不一样。在人类中,这种基因似乎与心血管发育和骨骼生长有关,因此科学家推测,它可能也在长颈鹿适应高血压中发挥了作用。
为了验证他们的想法,科学家把这种基因转移到了老鼠身上,就是所谓的转基因老鼠。研究进行28天之后,光从外表来看,和普通老鼠没有什么差别,这些转基因老鼠并没有长出长颈鹿标志性的长脖子。
从外表看不出差别 图源:文献2
但它们身体内部出现了微妙的变化……
首先,转移了长颈鹿基因的老鼠,它们在胎内的时候,骨骼发育相较于正常老鼠慢一些。然而,一旦出生之后,转基因老鼠发育速度马上超过正常老鼠。当科学家研究它们的骨骼时,发现那些转基因老鼠骨矿物质密度更高。
WT是正常大鼠,giraffe是转移了长颈鹿基因的大鼠,很明显,从CT图都可以看出转基因老鼠的骨密度相对于正常大鼠增加了许多。图源:文献2
这是一种补偿机制,可以防止快速生长的骨骼结构变得脆弱。科学家由此推测,可能是FGFRL1让长颈鹿长个快而稳定。
其次,科学家给转基因老鼠和正常老鼠注射了血管紧张素
Ang II(这是一种可以诱发高血压的药物)之后,发现那些转基因老鼠血压只是略微升高,脏器基本未受影响;而那些正常老鼠注射药物之后血压飙升,并且肾脏和心脏都出现了大量的纤维化(脏器受损的形式)。
在注射血管紧张素之后,转基因大鼠和正常大鼠心肌的纤维化对比。转基因大鼠心肌纤维化远低于正常大鼠。图源:文献2
在注射血管紧张素之后,转基因大鼠和正常大鼠肾脏的纤维化对比。转基因大鼠肾脏纤维化远低于正常大鼠。图源:文献2
由此可见,正是FGFRL1 让长颈鹿在应对高血压方面具有独特的进化适应性。
看到这你也许会想,人类是不是转移了这种基因就可以对抗高血压了。当然没那么快,一来转基因人类不合乎伦理,也不安全;另一方面,要是转个基因就可以变异,而且是好的变异,那人类早就有长颈鹿侠了……这事没那么简单。
话说漫威宇宙里真有一个长颈鹿人(一个反派角色),虽然就出现了一次,也没有公开过它的超能力,但我想应该是抗高血压吧……
参考文献:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1095643309010629
https://advances.sciencemag.org/content/7/12/eabe9459
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13274413/
https://www.who.int/features/qa/82/zh/
https://marvel.fandom.com/wiki/Giraffe-Man_(Earth-616)
推荐
-
每日头条!电动汽车有救了!美国公司推出新型电池:成本不到锂电池的一半
6月21日,有媒体报道称,美国电动汽车电池初创公司AlsymEnergy推出了一种电池储存解决方案,该方案将以...
来源:雷科技
精彩放送
-
视点!吹牛“年入百万”要给流水证明?豆瓣回应了:假的,网友在玩梗
最近,豆瓣上的一个帖子吸引了很多人的关注。具体来说,发帖人称,在豆瓣上说自己年入百万,需要提供资...
-
每日时讯!不是技术性故障!大量用户收到饿了么免单通知:最高金额上百元
6月21日,有大量网友反映,收到了来自饿了么的免单通知,免单数额从十几元到上百元不等,订单金额会直接...
-
每日速读!苹果用户有救了!知名电商平台上线iPhone扩容服务:有保修
手机存储容量不够,或许是很多小伙伴都会遇到的问题。而解决方案嘛,无非是尽量买大容量版的手机,或者...
-
每日头条!电动汽车有救了!美国公司推出新型电池:成本不到锂电池的一半
6月21日,有媒体报道称,美国电动汽车电池初创公司AlsymEnergy推出了一种电池储存解决方案,该方案将以...
-
播报:马斯克动手了!特斯拉将裁掉10%正式员工:但会多招点临时工
6月21日消息,据美国彭博社报道,马斯克在卡塔尔经济论坛上发表讲话,回应了关于推特收购、美国经济衰退...
-
快消息!别低头,颈纹会出现
科普云
-
焦点!金属切削加工——刀具磨损
科普云
-
聚焦:赶紧多开车!特斯拉向车主“讨债”了:因为两年没开够2万公里
6月20日,据“杰兰路咨询”报道,近日陆续有特斯拉用户收到补交款项的通知函,原因是未在规定时间内达到...
-
每日观点:荣耀618再创佳绩:全面开花,精致服务收获消费者芳心
6月20日讯,一年一度的618年中购物节在近日正式落下帷幕。相比前两年的618,我们很明显能感觉到2022年61...
-
今日热讯:2080万部!5月手机销量又下跌9.4%:你多久没换新机了?
6月20日消息,中国信通院公布数据显示,2022年5月国内手机总体出货量为2080 5万部,同比下跌9 4%。其...
-
天天资讯:500万车主选择,全新朗逸携“双脸”战略来袭!
新朗逸以及新朗逸星空版,是全新一代朗逸的中期改款车型,定位于国内A+级主流轿车市场。截至目前,朗逸...
-
新动态:联想固态硬盘开卖:1TB版1159元,其实是三星换壳
现在不管是电脑还是手机,大家对容量的要求是越来越高了。手机基本是128GB起,想用得爽肯定得256GB乃至5...
-
eBay将推出直播购物平台 为用户提供购买产品的新体验
eBay今天宣布,它将推出eBay Live - 一个专门为用户提供在现场和互动环境中购买产品的方式的购物平台...
-
报告:2025年全球储能新增装机量约为362GWh
今日,TrendForce 集邦咨询发布报告称,2021 年全球可再生能源累计装机量约为 3,064GW(吉瓦),平均年...
-
微软推出桌面端Xbox应用引入性能指标
适用于 Windows 10 11 的 Xbox 应用在本月更新中,引入了性能指标,从而帮助你更好地了解你想下载...
-
腾讯宣布内部海量自研业务实现全面上云 CBS存储提升13倍
腾讯云官微宣布,内部海量自研业务已经实现全面上云。这意味着,包括QQ、微信、腾讯视频、王者荣耀在内...
-
苹果2024年将推出13.3英寸OLED屏笔记本电脑?
据国外媒体报道,在6月7日凌晨1点开始的全球开发者大会上,苹果公司推出了新一代的MacBook Air,同上一...
-
【快播报】热搜第一!惹怒全网
科普云
-
今日快讯:苹果必须服软!美国将统一充电接口:C口iPhone终于要来了
6月18日消息,据外媒9to5Mac报道,上周欧盟正式达成协议,从2024年起将Type-C接口列为电子设备强制性标...
-
快讯:中国ESG研究院黄苏萍:企业界应掀起主动披露企业社会价值洪流
6月17日,由《公益时报》和联想集团联合举办的《2021 2022联想企业社会价值手册》发布会在联想总部举行...
-
最新快讯!矿难爆发了!二手显卡价格每月暴跌15%:贪便宜可能会成冤大头
6月18日消息,今日,虚拟货币比特币的价格终于跌破2万美元,当前实时价格为19115 2美元,为2020年12月...
-
快资讯丨联想618终极战报出炉,全网销售额81亿!
6月18日24点,一年一度618年中大促落下帷幕,联想延续了“开门红”领跑的姿态,最终以全网销售额81亿的...
-
【播资讯】破150亿!小米公布618销售额战绩:今年手机卖得太好了
6月18日消息,今年的618狂欢活动终于来到尾声,很多品牌都纷纷秀出自家的战绩。小米集团高级副总裁曾学...
-
苹果发布首批CPU/GPU基准数据:性能提升显著
尽管苹果在 WWDC 2022 期间发布了搭载全新一代 M2 芯片组的MacBook,但却没有相较于 M1 的详细改...
-
百度拟出售爱奇艺53%股份估值70亿美元
据国外媒体报道,百度公司正在洽谈出售所持网络视频播放平台爱奇艺53%的股份,对爱奇艺的估值约为70亿美...
-
资讯:什么是超基因?|科普小课堂
科普云
-
精彩看点:太瘦了真的好吗?
科普云
-
快消息!蚕豆病儿童发热的家庭护理
科普云
-
新消息丨突出的腰椎间盘还能回去吗
科普云
-
头条:居然卖断货!日本推出昆虫食品贩卖机:买的人是为了补充蛋白质?
6月16日,据日本NHK电视台报道,日本长野县高森町在日前设立了提供昆虫类食品的自动贩卖机,销量相当火...
-
每日视点!又来坑钱了!苹果商店再现山寨《艾尔法环》:就是个套皮仙侠手游
6月16日,小雷在苹果AppStore发现,继《艾尔登环》后,商店又上架了一款“碰瓷”《艾尔登法环》的手游,...
-
每日热点:特斯拉压力山大!法拉利三年后将推出纯电超跑:自己造电机和电池
6月16日消息,据彭博社报道,意大利豪车品牌法拉利计划在2025年推出首款全电动车型,加速摆脱内燃机的步...
-
今日观点!限制性能?苹果被控恶意诱导更换电池:或将赔付62亿
6月16日,英国维权人士贾斯廷·古特曼向当地法院对苹果提起诉讼,理由是通过电池管理功能诱导用户更换新...
-
每日看点!宁德时代打造!麒麟电池即将发布:容量比4680电池高13%
6月16日,宁德时代首席科学家吴凯在2022世界动力电池大会上表示,旗下CTP3 0电池即将发布。此前宁德时...
-
苹果被列为世界上最有价值的品牌 品牌价值跃升80%
根据一项新的调查,苹果被列为世界上最有价值的品牌。Kanter最新发布的100个最有价值的全球品牌报告将苹...
-
叮咚买菜发布一季度财报:净亏损13.847亿元
叮咚买菜今天对外发布了截至3月31日的2022年第一季度财报,数据显示,叮咚买菜第一季度总营收为54 437...
-
微软继续加强网络威胁分析和响应解决方案
微软仍在继续加强其网络威胁分析和响应解决方案组合。近日,这家公司收购了专门从事外国威胁和研究检测...
-
三频段聚合T-Mobile实现超3Gbps
作为美国领先的 5G 运营商之一,T-Mobile 的 Un-carrier 网络,几乎覆盖了 180 万平方英里内的 ...
-
每日快看:北极航道 第19集
科普云
-
短讯!什么是零排放油
科普云
-
今日要闻!世界首个!今日开通!
科普云
-
观热点:虚拟货币真的要凉了?英国央行行长发出警告:准备好赔光所有钱吧
6月15日,随着加密货币市场暴跌,英国央行行长安德鲁-贝利警告人们,如果他们决定投资数字资产,就应该...
-
每日热闻!首批PD3.1!绿联发布全新140W充电器:同时快充三台设备
6月15日,绿联正式发布全新140W氮化镓快速充电器,支持PD3 1及多种通用快充协议,可同时为三台设备提供...
-
即时看!阿里腾讯联动!微信朋友圈广告可直达天猫店:双方进一步破冰
6月15日,有消息称,微信朋友圈广告开放了直达天猫旗舰店的接口,在朋友圈出现的部分商品广告时,会直接...
-
今日播报!特斯拉不学一下?奥迪在印度推出电动三轮车:使用回收的旧电池
6月15日消息,据外媒audi-mediacenter报道,奥迪与Nunam公司联合打造了一款电动三轮车,预计会在2023年...
-
今日要闻!马斯克的大招要来了!特斯拉电动卡车路试曝光:啥时候量产?
6月15日,有外媒报道,特斯拉电动卡车Semi,近一段时间已在加州的公共道路上进行测试。消息来源于硅谷的...
-
中国重汽VGV新车盛装亮相2022齐鲁国际车展
重器亮新锋,惠民先行动--中国重汽VGV新车盛装亮相2022齐鲁国际车展U70Pro斩获车展十大新车之美誉八重好...
-
分析师称苹果仍在推进MR设备 明年二季度开始预订
据国外媒体报道,虽然传闻已久的苹果AR MR头显及操作系统realityOS,如分析师预期的那样并未在6月7日开...
-
微软将向Windows用户推送2.0更新
在多个技术论坛上,Windows用户正在报告一个神秘的更新,它正在通过WindowsUpdate推送。这个新的更新被...
-
苹果第二代AR/VR头显将于2024年发布?
据国外媒体报道,Haitong Intl Tech Research分析师Jeff Pu表示,苹果的AR(增强现实)眼镜将于2024年...
-
京东方:柔性AMOLED产品出货量同比增长近50%
今年第一季度,京东方 A 实现营业总收入 504 76 亿元,同比增长 0 4%;归属母公司股东净利润 43...
-
微速讯:阿尔茨海默病的早期防治
科普云
-
神经学公司RuneLabs获得美食品和药物管理局的批准
神经学公司Rune Labs于日前宣布,由其开发的帮助帕金森病患者通过Apple Watch追踪症状的软件获得了美...
-
通宇通讯拟收购光为光通信项目募资3895.39万元
通宇通讯昨日召开董事会审议通过了《关于变更部分募集资金投资项目的议案》。去年底,通宇通讯采用非公...
-
苹果“削弱”网络应用目的是迫使用户从AppStore下载
Telegram 创始人 Pavel Durov 再次在其平台的公共频道上批评苹果,这次他称苹果通过故意限制网络应...
-
意大利最大的超算中心开发RISC-V超级计算机
来自博洛尼亚大学和 CINECA(意大利最大的超算中心)的研究团队,一直在研究开发 RISC-V 超级计算机。...
创投更多》
-
新思科技DesignDash设计优化解决方案正式推出
新思科技(Synopsys)近日正式推出全新Des...
-
新思科技DesignDash设计优化解决方案正式推出
新思科技(Synopsys)近日正式推出全新Des...
-
华伦天奴以次充好被罚14.2万元 售高价却屡踩红线
顶着光环的奢侈品翻车,已经不是一两次...
-
光迅科技2021年营收64.86亿元,扣非净利润仅4.7亿
国内光器件龙头光迅科技昨日晚间发布了2...
-
ICInsights:今年全球芯片出货量将达1980年44倍
市场研究公司IC Insights发布最新报告...