科学家揭开座头鲸水下憋气90分钟之谜

据报道，近日生物学家揭开了深潜哺乳动物，例如巨头鲸，是如何实现在潜水猎捕食物时，能够水下屏住呼吸长达一小时的。答案是，它们的血液里有带电的蛋白质。研究人员认为这项发现或可能解释为什么有些海洋哺乳动物能够进行如此长时间的水下潜水，而其他哺乳动物却只能维持几分钟。

人类在水下屏住呼吸最长时间为19分钟，这项纪录是由瑞士自由潜水员彼得·科拉特(Peter Colat)保持的。英国利物浦大学的科学家分析了来自100多个不同哺乳动物物种中一种名为肌红蛋白的蛋白质的独特分子特征，这种蛋白质能够锁定血液中的氧。

科学家发现深潜哺乳动物，例如巨头鲸，体内的肌红蛋白会带电。这种带电导致蛋白质彼此排斥，从而阻止形成大块，这些大块会阻碍肌红蛋白携带氧的能力。科学家表示这意味着座头鲸能够在肌肉里堆积更多的肌红蛋白，而不影响它们的效率。

这项研究背后的生物学家之一斯考特·米尔西塔（Scott Mirceta）说道：“我们的研究表明在具有高浓度肌红蛋白的哺乳动物体内，肌红蛋白增加的电量会引起电拒斥，类似于两块磁铁相同电极之间的排斥。”

“这就阻止了蛋白质堆积在一起，并使得这些潜水哺乳动物肌肉里储存氧的肌红蛋白的浓度继续升高。”肌红蛋白是肉以及血液呈现红色的原因，在深海猎捕的哺乳动物肌肉里往往能够发现异常高浓度的肌红蛋白。这导致他们的肌肉颜色看起来几乎是黑色。

这项发表在《科学》期刊上的研究可以帮助人类提高对蛋白质堆积造成的疾病的理解，例如阿耳茨海默氏病。它还可能帮助研发人工血液替代品。

带领这项研究的利物浦大学整合生物学研究所的迈克尔·贝恩布林克（Michael Berenbrink）表示，这使得科学家能够追踪哺乳动物的进化历史。贝恩布林克说道：“我们研究了肌红蛋白表面的电荷，发现它在长时间水下潜水的哺乳动物身上存在较多。”

“我们除了在鲸鱼和海豹身上发现了相同的分子特征，还在两栖海狸、麝鼠甚至水鼩身上也发现了相同的特征，对此我们感到非常惊讶，” 贝恩布林克说道，“通过将这些分子特征绘制在哺乳动物的家族树上，我们将能够重建现代潜水哺乳动物已经灭绝的祖先身上存储的肌肉氧。”

“我们将能够获得6500万年前生活在非洲潜水域的海牛、岩狸和大象常见的两栖祖先的第一批证据。”贝恩布林克说道。