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全台灣最權威性的全球暖化知識套書由新任環保署副署長 葉欣誠博士 審定,您怎能錯過! ..根據新研究顯示,冬眠的黑熊們只需要降低一些體溫,就可以顯著地降低新陳代謝率!
北美的哺乳動物通常會不吃、不喝、不排尿也不排便地睡上五到七個月,然後到春季從牠們的小窩毫髮未傷地鑽出來。科學家們早就知道,要在冗長的冬季中存活,黑熊們得降低牠們的新陳代謝率,其中的化學機制會將食物轉化成能量。但是通常大家都會覺得,黑熊可能必須像大部份的動物一樣用降低體溫讓新陳代謝煞車:通常體溫每降低華氏18度(約合攝氏10度),約等於降低50%的化學活動。
但根據新的研究顯示,事實並非如此。在阿拉斯加,原先體溫華氏91度(約合攝氏33度)的黑熊只要降低牠的體溫華氏9~11度(約合攝氏5~6度),就可以將新陳代謝率降到幾乎停止的地步,也就是正常新陳代謝率的25%。科學家們也記錄了黑熊的心跳,從每分鐘55次降到9次。間隔中熊沒有呼吸,心跳間隔最長也有20秒的時間。這是因為當新陳代謝降低時,並不太需要心臟推送氧氣到全身。此研究的共同作者,阿拉斯加大學費爾班克斯分校的動物生理學家Øivind Tøien說:「如果我們有這麼長的心跳間隔時間,我們應該可能會昏厥。」
黑熊的新陳代謝機制,是另一種”令人吃驚”的壯舉
在這個研究中,Tøien和他的同事們救出四隻最近剛被阿拉斯加漁獵部(Alaska Department of Fish and Game,ADF&G)捕捉到”騷擾人”的熊。像這種太靠近人類生活的熊,通常是會被安樂死的。科學家們在把熊放到人工穴洞前,在牠們身上裝了各種不同的裝置,去記錄牠們的身體溫度、心跳、和其他條件。人工穴洞置於靠近費爾班克斯一個未受干擾、寧靜的森林深處,並模擬出黑熊的自然棲息地。
對於黑熊的身體如何製造出令人想像不到的低新陳代謝率,科學家們仍然所知甚少,但是Tøien有一些理論。例如,黑熊可能像土撥鼠,一種冬眠的哺乳動物,用收縮消化系統的質量來調節新陳代謝,而在春天來臨時膨脹回來。
Bryan Rourke,這位也研究過黑熊的心臟如何承受冬眠的加州州立大學長灘分校生物學家指出,一般來說,黑熊的新陳代謝機制與體溫脫鉤,「是另一件黑熊的“驚人之舉”」。Rourke也指出這個新研究的發現,黑熊能調節牠們身體的溫度,以適合個別的需求。例如,一頭懷孕的母黑熊在研究中並沒有讓牠的體溫波動的像其他冬眠中的黑熊一樣,據推測是為了保護胎兒。
對於熊的研究可以幫助人類
科學家們都強調,刊登在《Science》期刊上的黑熊研究,可以對人類有實際的應用。Rourke說:「很多冬眠的哺乳動物可以完成的本領,也許可以滿足我們可以會要拿來用在像是肌肉疾病或心臟疾病上的需求。」
例如,了解黑熊如何在這麼低量的氧可以存活,可以幫助因為中風而暫時失去氧氣供應到腦部的病人。
或者,解開黑熊如何不用降低牠們的體溫就可以控制新陳代謝的謎團,就可以提供人們如何減重的線索。
Rourke說:「幾乎所有會冬眠的哺乳動物的器官系統,都展現了一些對人類來說迷人卻又截然不同的生理現象。」
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