鼩鼱可能看起來相當不起眼。它們比小鼠還小,很容易被忽視——在英國、北歐和美國許多地方的草原上匆匆穿行,尋找昆蟲,或躲避貓頭鷹和鷹的盤旋威脅。
然而,新的研究揭示,這些類似鼴鼠的小型哺乳動物在忍受嚴酷的冬季方面是生物學奇蹟。週一發表在《Current Biology》雜誌上的一項新研究報告稱,最常見的鼩鼱物種——普通鼩鼱(Sorex araneus)的頭骨在寒冷季節臨近時會縮小多達 20%。到了春天,它們的頭部會恢復到大致正常的尺寸。
20 世紀 40 年代,波蘭動物學家奧古斯特·德內爾首次認識到鼩鼱的身體在冬季會縮小,這一發現後來被稱為“德內爾現象”。但這項新研究首次確定了更多細節,並透過跟蹤個體動物度過四季來測量這些生物頭部縮小的程度。這項工作表明,氣溫下降會觸發鼩鼱分解它們的顱骨,而溫暖的天氣則會提示它們重建頭骨。
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為了進行這項新研究,主要作者、馬克斯·普朗克鳥類學研究所的博士候選人哈維爾·拉扎羅和他的同事在附近的德國梅青根鎮捕獲了 12 只鼩鼱。這些動物被麻醉、X 射線照射,並植入了微晶片以便日後識別。然後在一年多的時間裡定期掃描它們。所有 12 只鼩鼱都表現出相同的模式:夏季頭部尺寸達到峰值,冬季期間縮小,春季再生。
然而,不僅僅是頭骨在冬季會縮小。先前的解剖研究表明,鼩鼱的大腦似乎也會縮小——最多可達 30%。此外,這些動物的其他器官也會失去質量;甚至它們的脊椎也會變短。總體而言,最新的研究表明,從 7 月到 2 月,鼩鼱的體重下降了 18%。然後,在春天,這些生物開始生長,直到達到它們的峰值尺寸——比冬季的最低尺寸大 83%。
科學家指出,鼩鼱並不是唯一會根據環境線索進行身體變化的生物。“動物在食物匱乏時期失去軟組織質量並不罕見,”密歇根州立大學生態學博士後研究員約翰·格雷迪說,他沒有參與這項研究。“除了脂肪外,一些動物在食物稀缺時還會失去器官質量。” 他指出,一些蛇會在兩次進食之間分解它們的消化道,並在捕獲獵物後重新構建它們。但是,與新研究的作者一樣,他對鼩鼱骨骼和大腦的縮小程度感到驚訝。
拉扎羅和他的合著者認為,頭骨縮小可能表明骨骼在冬季被身體重新吸收,並在春季再生。他們認為,更好地瞭解這種分解的直接原因可能有助於推進包括骨質疏鬆症在內的退行性骨骼疾病的研究。然而,就目前而言,他們將這些動物骨骼、大腦和身體質量的減少視為冬眠或遷徙的替代方案。研究人員說,當冬季食物稀缺時,體重減輕可能節省動物的能量。“鼩鼱非常迷人,”拉扎羅補充說。“它們是地球上最小的哺乳動物之一,並且是哺乳動物中相對代謝率最高的。”
格雷迪在談到這項新研究時說:“他們關於大腦縮小以減少能量的假設是非常合理的。” “但我希望他們做的一件事是嘗試區分鼩鼱的大腦縮小僅僅是因為它們對於新縮小的身體來說太大了,還是鼩鼱實際上[能夠]損害大腦功能以節省能量。”
拉扎羅的進一步研究可能很快有助於回答這個問題。他和他的同事希望建造一個大型戶外圍欄,以更好地研究大腦縮小如何影響鼩鼱的心理技能,如學習、靈活性和記憶力。他說,目標是幫助闡明它們的哺乳動物大腦、身體代謝和環境之間的關係。正如格雷迪所說,“也許鼩鼱在冬天變得有點遲鈍——這就是不被餓死的代價。”
