蝙蝠翅膀的生物學可以在寒冷天氣工作
普羅維登斯,羅德島[布朗大學] - 一項新研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠翅膀的肌肉

普羅維登斯,羅德島[布朗大學] - 一項新的研究發(fā)現(xiàn),蝙蝠翅膀的肌肉溫度明顯低于身體,特別是在飛行過程中。
過去的研究表明,在包括人類在內的大多數(shù)其他生物中,參與運動的肌肉對運動的反應變得更加溫暖。但是蝙蝠翅膀的小肌肉在飛行過程中特別容易受到熱量損失的影響,因為它們只被一層薄薄的皮膚覆蓋 - 從能量使用的角度來看,加熱它們效率低下。
“我們傾向于認為溫血動物一直都很溫暖,”布朗大學博士說。學生Andrea Rummel與布朗生物學家Sharon Swartz和Richard Marsh共同撰寫了這項研究。“但是這項研究表明,溫血動物的體溫變化比我們預期的要大得多。這對動物如何移動,包括人類有影響。”
該研究結果于9月11日星期三發(fā)表在“生物學快報”上,提供了該團隊先前研究的背景,該研究發(fā)現(xiàn),與典型哺乳動物的肌肉相比,蝙蝠翼肌對冷溫度的敏感度要低得多。當肌肉冷卻下來時,它們收縮和放松的速度會更慢,所以它們不能正常工作。蝙蝠也是如此,但程度要小得多。即使在飛行過程中他們的側翼肌肉冷卻,他們也能成功地保持快速的側翼速度和快速,協(xié)調的肌肉收縮,以便保持空中傳播。
“我們知道蝙蝠能夠支持超高性能的運動,肌肉非常冷,”Rummel說。“他們的肌肉很冷的事實表明,可能還有其他小型哺乳動物和小型鳥類在寒冷的肌肉上也能很好地運動 - 并且可能他們都有一些肌肉適應,行為適應或其他生理適應,這有助于他們做那。”
她補充說,了解這些機制中的任何一種都可以幫助科學家改善人體在寒冷,甚至是高溫下的運動調節(jié)。“我們不知道如何最大限度地提高運動表現(xiàn)以及如何在劇烈運動和極端條件下保持人員安全,”Rummel說。
Marsh說,該小組的工作也可以增強對特定職業(yè)人士肌肉表現(xiàn)的理解。
“特別是對于像漁民這樣在冷水中工作的工人,以及其他需要從事戶外工作的人,手部和前臂的小肌肉都存在問題,”他說。“因此,有興趣量化這些方面,并找出感冒對肌肉的影響。”
為了進行研究,該團隊使用插入蝙蝠翅膀的溫度傳感器。最終,他們發(fā)現(xiàn)肱二頭肌和前臂肌肉明顯比核心肌肉更冷,這種溫度差異在蝙蝠開始飛行后立即變得更加明顯 - 特別是在前臂肌肉比大約12攝氏度更冷的時候。飛行中的核心。
現(xiàn)在,他們已經證實蝙蝠翼肌在獨特的低溫下運作,并且似乎不太容易受到與冷相關的性能缺陷的影響,研究人員將努力探索肌肉的內在特性。具體而言,他們將更加密切地關注一種叫做肌球蛋白的蛋白質,肌球蛋白是肌肉的關鍵組成部分。肌球蛋白存在于蝙蝠和人體肌肉中,但遺傳或環(huán)境因素可能影響蝙蝠翅膀中的肌球蛋白,從而降低對寒冷的敏感性。
研究人員還計劃使用肌電圖來評估蝙蝠飛行時翼肌的激活模式。
“應對寒冷的可能機制之一,”Marsh說,“就是簡單地激活更多的肌肉。所以如果你的肌肉往往變慢,你可以通過激活更多的肌肉來補償一定程度的肌肉。我們希望在蝙蝠中看到一種可能的機制。“
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