几十年来,科学家们一直在想,为什么生活在极地海洋和深海中的海洋动物可以在那里达到巨大的尺寸,但其他地方却没有。夏威夷大学马诺阿分校动物学博士生Caitlin Shishido与蒙大拿大学的UH研究员Amy Moran及其同事前往南极洲试验流行的理论 - “氧气温度假说” - 生活在极度寒冷的动物身上因为它们的代谢非常缓慢而长到巨大的尺寸。他们研究的动物是海蜘蛛,通过腿呼吸的陆地蜘蛛的海洋亲属。
这项研究发表于4月10日出版的“伦敦皇家学会学报”,在南极洲麦克默多站和UH。“这个想法是,动物捕获氧气并将其带到细胞中是很多工作,”Shishido说。“对于大型动物而言,它比小型动物要大得多。如果寒冷的温度使你需要的氧气更少,你可以长到更大的尺寸。”
为了测试巨型蜘蛛是否受到变暖的影响比小型蜘蛛更受影响,研究人员通过将蜘蛛颠倒翻转并计算它们在一定温度范围内能够自我调整的次数来锻炼蜘蛛,从正常值-1.8开始。 °C一直到9°C。与预测相反,巨型动物在每个温度下都与较小的动物保持同步。
“我们感到惊讶的是,不仅巨型动物能够在比他们通常看到的温度更高的温度下存活,而且它们处理温暖的温度,就像较小的温度一样,”Shishido说。“这不应该发生;较大的动物应该耗尽氧气供应,并且比小气体更快地耗尽气体。”对于海洋蜘蛛来说尤其如此,它们是“皮肤呼吸器” - 它们没有鳃或肺来帮助获取氧气,但必须依赖于腿部表面的扩散。
巨型海蜘蛛如何绕过物理定律?这是一个谜,直到Shishido和UH本科学生Aaron Toh用显微镜仔细观察他们的腿。海蜘蛛的腿被毛孔覆盖,研究人员发现随着海蜘蛛的生长,它们的外骨骼变得越来越多孔。“真正大的外骨骼看起来几乎像瑞士奶酪,”Shishido说。
研究人员告诫说,这些都是短期实验,而且变暖对巨型动物的长期影响尚不清楚。然而,由于它们的多孔角质层,这些巨型极地动物似乎不像以前认为的那样容易受到海洋变暖的影响。
这项工作的资金来自国家科学基金会极地计划司的资助。