蝙蝠翅膀的生物学可以在寒冷天气工作

普罗维登斯,罗德岛[布朗大学] – 一项新研究发现蝙蝠翅膀的肌肉普罗维登斯,罗德岛[布朗大学] – 一项新的研究发现,蝙蝠翅膀的肌肉温度…

普罗维登斯,罗德岛[布朗大学] – 一项新研究发现蝙蝠翅膀的肌肉

蝙蝠翅膀的生物学可以在寒冷天气工作

普罗维登斯,罗德岛[布朗大学] – 一项新的研究发现,蝙蝠翅膀的肌肉温度明显低于身体,特别是在飞行过程中。

过去的研究表明,在包括人类在内的大多数其他生物中,参与运动的肌肉对运动的反应变得更加温暖。但是蝙蝠翅膀的小肌肉在飞行过程中特别容易受到热量损失的影响,因为它们只被一层薄薄的皮肤覆盖 – 从能量使用的角度来看,加热它们效率低下。

“我们倾向于认为温血动物一直都很温暖,”布朗大学博士说。学生Andrea Rummel与布朗生物学家Sharon Swartz和Richard Marsh共同撰写了这项研究。“但是这项研究表明,温血动物的体温变化比我们预期的要大得多。这对动物如何移动,包括人类有影响。”

该研究结果于9月11日星期三发表在“生物学快报”上,提供了该团队先前研究的背景,该研究发现,与典型哺乳动物的肌肉相比,蝙蝠翼肌对冷温度的敏感度要低得多。当肌肉冷却下来时,它们收缩和放松的速度会更慢,所以它们不能正常工作。蝙蝠也是如此,但程度要小得多。即使在飞行过程中他们的侧翼肌肉冷却,他们也能成功地保持快速的侧翼速度和快速,协调的肌肉收缩,以便保持空中传播。

“我们知道蝙蝠能够支持超高性能的运动,肌肉非常冷,”Rummel说。“他们的肌肉很冷的事实表明,可能还有其他小型哺乳动物和小型鸟类在寒冷的肌肉上也能很好地运动 – 并且可能他们都有一些肌肉适应,行为适应或其他生理适应,这有助于他们做那。”

她补充说,了解这些机制中的任何一种都可以帮助科学家改善人体在寒冷,甚至是高温下的运动调节。“我们不知道如何最大限度地提高运动表现以及如何在剧烈运动和极端条件下保持人员安全,”Rummel说。

Marsh说,该小组的工作也可以增强对特定职业人士肌肉表现的理解。

“特别是对于像渔民这样在冷水中工作的工人,以及其他需要从事户外工作的人,手部和前臂的小肌肉都存在问题,”他说。“因此,有兴趣量化这些方面,并找出感冒对肌肉的影响。”

为了进行研究,该团队使用插入蝙蝠翅膀的温度传感器。最终,他们发现肱二头肌和前臂肌肉明显比核心肌肉更冷,这种温度差异在蝙蝠开始飞行后立即变得更加明显 – 特别是在前臂肌肉比大约12摄氏度更冷的时候。飞行中的核心。

现在,他们已经证实蝙蝠翼肌在独特的低温下运作,并且似乎不太容易受到与冷相关的性能缺陷的影响,研究人员将努力探索肌肉的内在特性。具体而言,他们将更加密切地关注一种叫做肌球蛋白的蛋白质,肌球蛋白是肌肉的关键组成部分。肌球蛋白存在于蝙蝠和人体肌肉中,但遗传或环境因素可能影响蝙蝠翅膀中的肌球蛋白,从而降低对寒冷的敏感性。

研究人员还计划使用肌电图来评估蝙蝠飞行时翼肌的激活模式。

“应对寒冷的可能机制之一,”Marsh说,“就是简单地激活更多的肌肉。所以如果你的肌肉往往变慢,你可以通过激活更多的肌肉来补偿一定程度的肌肉。我们希望在蝙蝠中看到一种可能的机制。“

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