image: 图1 研究人员捕获的金枪鱼 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
人们所熟知的内温性动物包括哺乳动物和鸟类，但有一些鱼类同样也可以“加热”自身。在数亿年的演化中，至少有四十多种鱼类克服了水体中热量容易散失的挑战，成功实现了局部或全身内温性，其中包括月鱼、金枪鱼和剑旗鱼等。相比于冷血鱼类，它们具有独特的产热组织。这些产热组织产生的热量可以通过由动脉和静脉构成的网状逆流交换系统将热量传递到其他部位，实现局部或全身相对环境更高的体温，让它们在寒冷的水中具有更强的运动能力。然而，这些产热组织是怎样产生的？不同鱼类是否具有类似的分子机制呢？
为了进一步探讨这些科学问题，西北工业大学和中国水产科学研究院南海水产研究所的研究人员针对两种内温性鱼类（金枪鱼mackerel tuna和旗鱼sailfish）进行了深度解析，研究成果“Distinct and shared endothermic strategies in the heat producing tissues of tuna and other teleosts”发表在Science China Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）。
研究发现，金枪鱼的基因组中存在一系列和肌肉分化相关的遗传变异，由肌肉特化而成的产热组织中存在一类特殊的慢肌细胞群。这一细胞群会高表达许多和肌肉收缩相关的基因，具有很强的肌肉收缩能力，是其产热的主要原因。
与金枪鱼相比，另一种内温性鱼类（旗鱼）的产热组织则将肌肉收缩能力进行了大幅度的弱化，转而通过肌细胞内部钙离子的无效循环分解ATP产生热量。尽管它们的产热组织产热机制有所不同，却同样都具有非常高比例的线粒体和非常丰富的血管，负责提供基础的能量来源和热量传输系统。
该研究表明，生物体在适应环境的过程中，既会通过不同的途径达到相同的目的，也会最大化利用既有的生物学基础。
【Reference】
Wu M P, Chang N C, Chung C L, et al. (2018) Analysis of titin in red and white muscles: crucial role on muscle contractions using a fish model. BioMed Research International 2018: 5816875.
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Science China Life Sciences