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降低新陳代謝率 會是延年益壽的終極秘訣嗎

2020年06月11日 17:31 | 來源:科技日報
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被眾人圍觀排便并熱烈歡呼是種什么感覺?最近,這個待遇落到了一種叫大王具足蟲的動物身上。原因無他,只因為它們太能憋了。

日前,日本三重縣鳥羽市鳥羽水族館內(nèi)的幾只大王具足蟲時隔兩年再次進(jìn)行“新陳代謝”,引發(fā)了當(dāng)?shù)孛襟w及民眾關(guān)注。

緩慢的消化速率代表著緩慢的新陳代謝率。幾只大王具足蟲兩年才出現(xiàn)了一次排便現(xiàn)象,足見這一物種的代謝速率緩慢到何種程度。降低新陳代謝率,會是延年益壽的終極秘訣嗎?

大王具足蟲排便頻率極低

來自海底的怪奇生物大王具足蟲,或許是最令人毛骨悚然的蟲形生物之一——它們有兩對觸須,黑漆漆的大復(fù)眼由4000只平面小眼組成,它們的嘴有四套顎,平日里靜悄悄地收合在一起,如同一朵含苞待放的花蕾。

“大王具足蟲是一種長相與潮蟲相似的海洋生物,體長可達(dá)50厘米(與家貓近似),是等足目生物中體型最大的,在深海動物中比較難得。它們平時棲息在大西洋深海,以其他海洋生物的殘骸為食。”大阪大學(xué)免疫前沿研究中心研究人員夏至說。

大王具足蟲的食性和生態(tài)還有很多謎團(tuán)未解,甚至對它的排便頻率人們也尚無定論。

“它們排出的糞便是水溶性的,如果食物被完全消化,何時發(fā)生了排便我們也不得而知。不過,在正常情況下,它們的糞便中總會有未能完全消化的食物殘渣,人們可以通過觀察這些殘渣,得知它們的排便情況。”夏至說。

根據(jù)朝日新聞的報道,鳥羽水族館所飼養(yǎng)的大王具足蟲排便頻率極低,館內(nèi)每次都會有專人進(jìn)行記錄。此次引起轟動的大王具足蟲排便,是該水族館時隔兩年再次觀察到的。

鳥羽水族館從2007年9月開始飼養(yǎng)大王具足蟲,自2013年7月以來,陸續(xù)有新的伙伴加入,目前共有5只。上次工作人員觀察到它們排便,還是在2018年4月23日,并且其中沒有包含未被消化的食物。

據(jù)該館介紹,此次大王具足蟲排便是在5月12日確認(rèn)的。因其糞便中含有的未被消化的魚鱗并非水族館作為餌食投喂的東西,也并非周圍魚類遺落,因此工作人員判斷,這些魚鱗應(yīng)該是它們在入館前吃下去的。

“雖然不知道具體是哪一只排的便,但足以證明它們是一種代謝相當(dāng)遲緩的生物,不管是吃還是排便的速度都比較緩慢。”鳥羽水族館負(fù)責(zé)人學(xué)藝員·森瀧丈也說。

據(jù)悉,該館飼養(yǎng)的大王具足蟲,基本上不吃餌食。2019年11月加入被稱為“No.29”的大王具足蟲,經(jīng)確認(rèn)到目前為止僅僅吃過2次餌食。另外,2007年9月入館被稱為“No.1”的,在2009年1月最后一次吃過餌食后,5年內(nèi)沒有再吃,且已經(jīng)死亡。

恒溫動物代謝水平顯著高于變溫動物

新陳代謝在生命活動中起著什么重要作用,不同種類動物之間新陳代謝都有著怎樣的特點?代謝率和動物本身有著怎樣的聯(lián)系?

在科普中國科學(xué)百科里這樣解釋“新陳代謝”——其是指機體與環(huán)境之間的物質(zhì)和能量交換以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的自我更新過程,包括合成代謝(同化作用)和分解代謝(異化作用)。

同化作用令生物體不斷從外界攝取營養(yǎng)物質(zhì),并將其加工合成為自身物質(zhì);而異化作用則是機體將自身物質(zhì)不斷分解氧化,產(chǎn)生能量供機體需要,并把代謝中所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)排出體外。

可以說,新陳代謝是全部生命活動的基礎(chǔ)。然而,不同動物之間的新陳代謝水平有著明顯的差異。

“動物機體基礎(chǔ)代謝水平的調(diào)節(jié)是非自主性的。研究表明,恒溫動物的能量消耗要比變溫動物高很多,比如體重相當(dāng)?shù)睦呛枉{魚,基礎(chǔ)代謝速率前者是后者的7倍左右。”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所高級工程師姜韜在接受科技日報記者采訪時表示,理論上講,代謝活動越旺盛,動物機體對外界環(huán)境溫度變化的代償能力就越強,就會對外界環(huán)境變化的刺激更耐受。

姜韜解釋,高于環(huán)境溫度的體溫維持,在分子水平上,是靠高耗能的生物化學(xué)過程——蛋白質(zhì)合成和降解形成的空循環(huán)(不產(chǎn)生凈物質(zhì))實現(xiàn)的,這個過程會不斷釋放出熱量。

在好萊塢生物類大片里,經(jīng)常見到有怪物在迅速長大的鏡頭。“且不論這個生長需要同時消耗數(shù)倍于體重的食物,單就這么快速的蛋白質(zhì)合成,產(chǎn)生的熱量怕是會立即把生物體燙熟了。”姜韜說,在生物學(xué)家眼里,生物的體型瞬時成倍放大就是個笑話。

復(fù)雜高級的神經(jīng)活動也高度依賴穩(wěn)定的溫度,因此隨著智力的高度進(jìn)化,人類同時也進(jìn)化出了更強的陳新代謝水平和較為發(fā)達(dá)的體溫維持能力,一個證據(jù)就是人類的汗腺遠(yuǎn)比一般高等動物發(fā)達(dá)。

“短跑里,人類遠(yuǎn)不是兔子、羊、鹿,更不用說獵豹的對手,但是如果較量馬拉松,它們都不是人類的對手,并非是人類的肌肉和心肺功能更強,而是因為人類對于防止體溫過高的控制能力更強大。”姜韜說。

代謝率是否真的與壽命相關(guān)

此前有科學(xué)家認(rèn)為,新陳代謝率是決定物種壽命的重要指標(biāo),代謝率較高的動物相對來說壽命較短。同為兩歲,新陳代謝率低的動物可能只是“黃口小兒”,但代謝率高的動物可能已經(jīng)接近暮年。

“物種體型與代謝速率通常有特定的關(guān)聯(lián)性。由于要最大化利用能量,又要兼顧散熱(體型越大散熱越難),動物進(jìn)化普遍遵循著‘四分之三定律’,即體型越大,相對代謝速率越慢,并且和體重的四分之三次方成正比。”夏至說。

打個比方說,如果一只貓的體重是一只老鼠的100倍,那么,相同時間內(nèi)貓的代謝量只有老鼠的32倍(100的四分之三次方),而非100倍。這就是著名的克萊伯定律。

“在變溫動物中,以大王具足蟲為代表的深海動物,又將節(jié)能減排貫徹到了極致。”夏至說。

夏至解釋,一般而言,動物體型越小,壽命越短,比如家貓壽命只有十幾年。但是目前比較普遍的觀測結(jié)論是,大王具足蟲壽命有40到60年。相對其體型來看,可以說它們的壽命非常長了。而且不光是大王具足蟲,大部分代謝緩慢的物種生命跨度都在幾十年甚至上百年。

這不禁讓人想到,如果人類也擁有低代謝率,是不是就能延年益壽了?

“某種程度上來說,的確如此。除了我們在科幻小說中看到的‘人體冷凍’技術(shù)(目前已有實驗研究)外,日常場景中也有一些對應(yīng)的研究。”夏至說。

比如,已有不少研究顯示,細(xì)胞內(nèi)的能量代謝狀況與壽命的長短存在相關(guān)性。有生物學(xué)家證實,在不造成營養(yǎng)不良的前提下,將熱量攝入減少到正常水平的70%后,所有參與研究的物種,包括酵母、蠕蟲、蒼蠅、狗以及恒河猴等,壽命都得到了不同程度的延長。

有科學(xué)家就此推測,限制熱量的攝入,可以降低靜息代謝和運動代謝,從而廣泛地預(yù)防與年齡有關(guān)的疾病,包括癌癥、糖尿病和自身免疫性疾病等。

“不過,仍有不少學(xué)者對限制熱量攝入能夠‘凍齡’延壽的觀點表示質(zhì)疑。但即便不從代謝角度考慮,低熱量飲食對健康的積極作用也是毋庸置疑的。”夏至說,“各種生物都在以自己的方式在各自領(lǐng)地上生生不息。對這些生物的研究,也終將幫我們更好地了解生命。”


編輯:劉暢

關(guān)鍵詞:大王 具足 足蟲 新陳代謝

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