小鼠木乃伊揭示生命如何在類火星環境中延續

在安第斯火山頂峰發現的微小木乃伊小鼠似乎生活在惡劣的環境中,這個環境更像火星而非地球

Gloved hand holding mouse with mountain in background

一位研究人員拿著一隻在安第斯山脈高處捕獲的葉耳鼠。

馬西婭爾·基羅加-卡莫納

新的證據表明,在安第斯火山頂峰發現的微小木乃伊小鼠已經在類火星環境中安家落戶——這似乎是不可能實現的壯舉。

安第斯山脈高聳,位於南美洲西海岸的膝蓋下方,是阿塔卡馬沙漠。作為地球上最乾旱的地區之一,該地區的惡劣環境讓美國宇航局的天體生物學家前往那裡,以瞭解他們如何在火星上尋找微生物生命。科學家們曾預計山頂的生命將僅限於微生物,但事實並非如此。相反,10月23日發表在《當代生物學》雜誌上的一項新的基因分析表明,在山頂上發現的活鼠並非特例,而是一個相當持久的種群的代表。

“周圍數英里都是這種非常荒涼、類似火星的地貌,一個充滿敵意的環境,而這些火山的頂峰則更加惡劣,”內布拉斯加大學林肯分校的進化生物學家、新研究的共同作者傑伊·斯托茨說。“當你親身體驗這些火山頂峰的環境時,就會覺得哺乳動物能夠在那裡生存簡直是不可思議。”


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這就是為什麼他和他的同事在2020年,在安第斯山脈的火山柳柳亞科山頂附近,偶然發現了一隻活著的葉耳鼠(Phyllotis vaccarum),海拔高達6739米(超過四英里)時感到震驚。在那個海拔高度,植被稀少,風力強勁,空氣中的氧氣含量只有海平面的一半。這隻老鼠立即獲得了科學界已知的世界最高棲息地哺乳動物的稱號。“在這樣的環境中捕捉到一隻活鼠真是太令人震驚了,”斯托茨在談到這一發現時說。他決定繼續尋找。

在其他的探險中,斯托茨和他的同事們從附近的幾個山峰收集了13只自然木乃伊化的葉耳鼠。

為了瞭解這些高海拔老鼠是全職的登山者還是僅僅是山峰的遊客,斯托茨和他的同事研究了捕獲的活鼠以及13具同一物種的木乃伊屍體。首先,他們使用碳定年法確定所有老鼠的生存時間都不超過350年前,而且許多老鼠的生存時間更近——這意味著它們的存在不可能與印加帝國有關,印加帝國的最後一位領導人在1572年被西班牙人殺死。

然後,科學家對這些高海拔老鼠的基因組進行了測序,並將它們與在較低海拔地區發現的葉耳鼠的基因組進行了比較。分析表明,這兩組老鼠關係密切,仍然屬於同一物種。研究人員還確定,山頂老鼠的雄性與雌性比例均勻,而且在一個山峰上發現的兩對老鼠要麼是兄弟姐妹,要麼是父母和幼崽。科學家說,後兩項發現都表明這些老鼠在安第斯山脈的山頂上真正站穩了腳跟。

“作者提供了足夠的證據來假設安第斯山脈海拔6000米以上的地方存在著Phyllotis vaccarum這種老鼠的種群,”貝爾納迪諾·裡瓦達維亞阿根廷自然科學博物館的哺乳動物館長巴勃羅·泰塔說。他沒有參與這項新的研究,但研究過安第斯山脈的齧齒動物。“這種情況提出了關於這些動物如何設法適應如此海拔、在難以找到食物和惡劣氣候條件盛行的地方的巨大問題。” 他特別指出,在較低海拔地區也存在同樣的老鼠表明了 “巨大的可塑性”,這將是很有趣的理解。

斯托茨和他的同事們正在繼續探訪安第斯山脈的山峰,他們已經對從山底到山頂的21座不同的山脈進行了哺乳動物調查,以便更好地瞭解這些生物在哪裡可以生存。此外,科學家們還在研究從較低和極端海拔地區採集的葉耳鼠,以瞭解齧齒動物是如何適應寒冷氣溫和稀薄氧氣的。

智利天主教大學的動物學家愛德華多·帕爾瑪沒有參與這項新研究,他說他對這一發現並不感到驚訝。“看起來它們擁有非常適應高海拔生存的生態生理機制,”他說,並指出該地區普遍存在相關的齧齒動物物種,而且科學家們已經注意到它們特別擅長節約用水。

“動物顯然能夠在我們之前認為完全不適宜居住的環境中生存,”斯托茨說。“我們真的低估了脊椎動物生命的生理極限。”

編者按(2023年10月23日):本文在釋出後進行了編輯,以更正2020年發現的活鼠的描述。

Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大眾科學 in 2023 and is now a senior news reporter there. Previously, she spent more than four years as a writer and editor at Space.com, as well as nearly a year as a science reporter at Newsweek, where she focused on space and Earth science. Her writing has also appeared in Audubon, Nautilus, Astronomy and Smithsonian, among other publications. She attended Georgetown University and earned a master’s degree in journalism at New York University’s Science, Health and Environmental Reporting Program.

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