以進(jìn)行艱苦的上游遷徙而聞名的鮭魚(yú)種類似乎對(duì)其存在單一酶具有很大的運(yùn)動(dòng)能力。

新的研究表明，血漿可及的碳酸酐酶(paCA) - 一種錨定在鮭魚(yú)血管壁上的酶 - 有助于減少他們的心臟在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的工作壓力高達(dá)27%。

“鮭魚(yú)物種在繁殖過(guò)程中只有一次，我們知道心血管表現(xiàn)可能是遷移過(guò)程中的一個(gè)限制因素，”不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)研究員帶領(lǐng)這項(xiàng)研究的動(dòng)物學(xué)家Till Harter說(shuō)。

“看來(lái)paCA在增強(qiáng)動(dòng)物從血液中提取氧氣的能力方面起著關(guān)鍵作用，使鮭魚(yú)成為有氧運(yùn)動(dòng)員，并在遷移過(guò)程中給予它們急需的優(yōu)勢(shì)。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)當(dāng)魚(yú)暴露于低水氧水平 - 缺氧時(shí)，paCA酶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，并幫助鮭魚(yú)從運(yùn)動(dòng)中恢復(fù)得更快。

“就像缺氧一樣，水溫升高也被認(rèn)為會(huì)限制有氧運(yùn)動(dòng)，”UBC研究員，該論文的資深作者Colin Brauner說(shuō)。

“如果升高的溫度會(huì)像缺氧一樣吸收paCA，那么可能存在魚(yú)類適應(yīng)環(huán)境的水平，并且可以更好地準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)與氣候變化相關(guān)的高溫。”

該團(tuán)隊(duì)與Kurt Gamperl和紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)的其他合作者合作，將大西洋鮭魚(yú)放置在可調(diào)節(jié)水流的游泳隧道中 ??- 基本上為魚(yú)類創(chuàng)造了一個(gè)跑步機(jī)。然后他們抑制了一些魚(yú)的paCA功能，并測(cè)量了酶對(duì)心血管功能的影響。在一些情況下，當(dāng)paCA被抑制時(shí)，大西洋鮭魚(yú)不能完全逆著強(qiáng)水流游泳。

該研究發(fā)表在“皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B”上，是第一個(gè)測(cè)量paCA在魚(yú)類運(yùn)動(dòng)中的作用，也是第一個(gè)在自由游動(dòng)動(dòng)物中進(jìn)行評(píng)估的研究。

雖然專注于大西洋鮭魚(yú)，但結(jié)果也可能適用于其他鮭魚(yú)(包括太平洋鮭魚(yú))，甚至更廣泛地適用于硬骨魚(yú)(骨魚(yú))。

“其他硬骨魚(yú)類物種是否也利用這種機(jī)制仍然需要進(jìn)行正式測(cè)試，”現(xiàn)在加州大學(xué)圣地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所的哈特說(shuō)。

“但如果未來(lái)工作得到證實(shí)，其影響可能是巨大的 - 硬骨魚(yú)類占所有脊椎動(dòng)物物種的近一半，絕大多數(shù)是魚(yú)類。”