一項新的研究發(fā)現，蝙蝠翅膀上的肌肉在遠低于身體的溫度下活動(dòng)，尤其是在飛行期間。

過(guò)去的研究表明，在包括人類(lèi)在內的大多數其他生物中，參與運動(dòng)的肌肉會(huì )隨著(zhù)運動(dòng)而變暖。但是蝙蝠翅膀上的小肌肉特別容易在飛行中失去熱量，因為它們只有薄薄的一層皮膚覆蓋——而且從能量利用的角度來(lái)看，加熱它們是低效的。

布朗大學(xué)的博士生安德里亞·魯梅爾說(shuō):“我們通常認為恒溫動(dòng)物總是很溫暖的。”他與布朗大學(xué)的生物學(xué)家莎倫·斯沃茨和理查德·馬什共同撰寫(xiě)了這項研究報告。“但這項研究表明，溫血動(dòng)物的體溫變化比我們預期的要大得多。”這對包括人類(lèi)在內的動(dòng)物如何移動(dòng)產(chǎn)生了影響。”

研究結果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上 生物學(xué)快報周三，9月11日，提供了該團隊之前的一項研究的背景資料，該研究發(fā)現，蝙蝠翅膀的肌肉對低溫的敏感度遠低于典型哺乳動(dòng)物的肌肉。當肌肉冷卻下來(lái)時(shí)，它們收縮和放松的速度會(huì )更慢，所以它們的工作效率也會(huì )降低。蝙蝠也是如此，但程度要小得多。即使他們的翅膀肌肉在飛行過(guò)程中冷卻下來(lái)，他們也能成功地保持快速的翼拍和快速協(xié)調的肌肉收縮，以保持在空中飛行。

“我們知道，蝙蝠能夠利用非常冷的肌肉支持超級高性能的運動(dòng)，”Rummel說(shuō)。“它們的肌肉是冷的這一事實(shí)表明，可能有其他小型哺乳動(dòng)物和小型鳥(niǎo)類(lèi)也能很好地利用冷肌肉運動(dòng)——據推測，它們都有一些肌肉適應、行為適應或其他生理適應來(lái)幫助它們做到這一點(diǎn)。”

她補充說(shuō)，了解這些機制中的任何一種都可以幫助科學(xué)家改善人類(lèi)在寒冷甚至炎熱環(huán)境下的運動(dòng)規律。“關(guān)于如何最大限度地提高運動(dòng)表現，以及如何在劇烈運動(dòng)和極端條件下保證人們的安全，我們還有很多不知道的地方，”Rummel說(shuō)。

馬什說(shuō)，該小組的工作還可以提高人們對特定職業(yè)的肌肉表現的了解。

他說(shuō):“特別是像漁民這樣在冷水中工作的工人，以及其他不得不在戶(hù)外工作的人，手部和前臂的小肌肉都有問(wèn)題。”“所以人們對量化這些方面很感興趣，想要弄清楚寒冷對肌肉的影響。”

為了進(jìn)行研究，研究小組將溫度傳感器植入蝙蝠的翅膀。最終，他們發(fā)現，肱二頭肌和前臂肌肉明顯比核心身體肌肉溫度低，這種溫差在蝙蝠開(kāi)始飛行后立即變得更加明顯——尤其是在前臂肌肉，在飛行過(guò)程中，前臂肌肉比核心肌肉溫度低大約12攝氏度。

現在，研究人員已經(jīng)證實(shí)，蝙蝠翅膀的肌肉在獨特的低溫下活動(dòng)，似乎不太容易受到與寒冷有關(guān)的性能缺陷的影響，他們將努力探索肌肉的內在屬性。具體來(lái)說(shuō)，他們將更仔細地研究一種叫做肌球蛋白的蛋白質(zhì)，它是肌肉的關(guān)鍵組成部分。蝙蝠和人類(lèi)肌肉中都存在肌凝蛋白，但遺傳或環(huán)境因素可能影響了蝙蝠翅膀中的肌凝蛋白，使其對寒冷的敏感性降低。

研究人員還計劃利用肌電圖來(lái)評估蝙蝠飛行時(shí)翅膀肌肉的活動(dòng)模式。

“應對寒冷的一種可能的機制，”馬什說(shuō)，“就是簡(jiǎn)單地激活更多的肌肉。所以如果你的肌肉變得緩慢，你可以通過(guò)激活更多的肌肉來(lái)在一定程度上進(jìn)行補償。這是我們希望在蝙蝠身上看到的一種可能的機制。”