科研進(jìn)展
鯨類動(dòng)物終生生活在水環(huán)境中。由于水中導(dǎo)熱速率是空氣中的25倍,因此與陸生動(dòng)物相比,鯨類動(dòng)物在調(diào)節(jié)體溫方面面臨更大的挑戰(zhàn)。然而,這些聰明的海洋哺乳動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出了一套獨(dú)特的適應(yīng)能力——特化的皮下脂肪層(Blubber),就像一個(gè)智能的保暖外套,在適應(yīng)環(huán)境溫度變化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。那么這個(gè)脂肪層是如何參與體溫調(diào)節(jié)的呢?
圖1 長(zhǎng)江江豚脂肪層厚度季節(jié)性變化
中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所鯨類保護(hù)生物學(xué)學(xué)科組利用B 型超聲成像技術(shù)監(jiān)測(cè)了長(zhǎng)江江豚不同季節(jié)的脂肪層厚度變化,揭示了鯨類脂肪層在體溫調(diào)節(jié)過(guò)程中的重要作用機(jī)制。脂肪層厚度和水溫存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,當(dāng)水溫變冷時(shí),脂肪層厚度增加,提高保溫效果;當(dāng)水溫變暖時(shí),其脂肪層會(huì)隨之變薄,有利于散熱。 而且,鯨類動(dòng)物脂肪層厚度在身體不同部位隨水溫的變化模式不同。具體來(lái)說(shuō),在背部區(qū)域,脂肪層厚度隨著水溫的升高呈線性減少。然而,在體側(cè)和腹部區(qū)域,只有當(dāng)水溫達(dá)到約 18 時(shí),脂肪層厚度才會(huì)發(fā)生明顯變化。
圖2 長(zhǎng)江江豚脂肪層厚度和能量攝入受水溫影響的變化模式
通過(guò)進(jìn)一步結(jié)合能量攝入的分析,提示水溫變化對(duì)脂肪層厚度的影響可能是通過(guò)控制動(dòng)物食欲來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而,能量攝入、脂肪層厚度以及它們?nèi)绾问芩疁赜绊懙年P(guān)系是一個(gè)復(fù)雜的課題,值得更深入的研究以揭示背后的機(jī)制。
該項(xiàng)研究為了解鯨類動(dòng)物對(duì)水生環(huán)境的適應(yīng)策略以及應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的生理機(jī)制提供了新的研究視野。不僅對(duì)于更深入了解海洋生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要,更可能為這些獨(dú)特的海洋哺乳動(dòng)物保護(hù)提供幫助。
近日,該項(xiàng)研究以“Variation of blubber thickness of the Yangtze finless porpoise (Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis) in human care: Adaptation to environmental temperature”為題發(fā)表在期刊Water Biology and Security上,文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.watbs.2023.100200。水生所博士后唐斌為該論文第一作者,郝玉江副研究員為通訊作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持。