猴子调节新陈代谢 以应对交配季节的环境和严酷

2018年12月30日14:29:31 发表评论
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对雄性巴巴利猕猴的新研究表明,这些灵长类动物具有灵活的代谢生理学,通​​过改变体内化学反应的速度,从而帮助它们生存,从而根据温度和…

对雄性巴巴利猕猴的新研究表明,这些灵长类动物具有灵活的代谢生理学,通​​过改变体内化学反应的速度,从而帮助它们生存,从而根据温度和食物的可用性来调节能量水平。

该研究还表明,雄性猕猴的代谢率在交配季节急剧增加,可能在雄性每天与多只雌性交配的情况下提供更高的“有氧能力”,并且有时会与其他雄性交配以争取交配机会 - 有时到死。

在交配季节前一个月左右,甲状腺激素的水平开始增加,这些代谢预测激素在一季的高峰时期会在一些动物中翻倍。这是第二次在脊椎动物中看到交配季节的代谢生理学变化,第一次是在麻雀中。

巴巴利猕猴的自然栖息地,在摩洛哥和阿尔及利亚的山区,是任何非人类灵长类动物生活的最极端的环境之一。

冬季气温降至-5摄氏度,深雪一次覆盖地面数月。夏季气温可达40度,食物和水变得稀缺。

研究人员表示,他们在猕猴中观察到的代谢灵活性可能是我们灵长类动物之一的一种重要生理机制,它使人类能够适应地球的极端气候 - 从撒哈拉沙漠到北极。

“巴巴利猕猴增加和减少细胞活动和能量消耗,以应对气候,生存和繁殖的挑战。从某种意义上说,在宏观层面发生的事情 - 动物行为 - 反映在微观,细胞层面,”主要作者剑桥大学生物人类学系的JurgiCristóbal-Azkarate博士说,他与来自罗汉普顿大学和林肯大学的同事一起进行了这项研究。

“了解管理关键决策的规则和机制,例如现有灵长类动物的能量分配,对于深入了解我们的祖先如何能够在非洲热带地区茁壮成长非常重要,”他说。

“我们对人类适应新气候条件的特性的了解实际上仅限于那些留下可追溯的化石记录的特征。我们目前对生理机制在人类进化中的重要性的理解非常有限。阿特拉斯山脉的巴巴里猕猴是帮助解决这一知识差距的理想模型。“

新发现发表在生物学快报上。

通过收集动物丢弃的粪便并分析样本,研究人员能够评估甲状腺激素T3的水平,已知甲状腺激素T3提供了“基础”代谢率的指标:维持身体所需的能量消耗量休息。

甲状腺已被证明会影响包括人类在内的多个物种的新陈代谢,其中不活跃的甲状腺减慢代谢率并可导致疲倦,体重增加和抑郁。

样本分别从成年男性中分两个月进行,分两组 - 其中近一半是游客提供的食物,另一组只依靠觅食植物和昆虫的天然食物。

平均而言,游客喂养的猴子的T3水平高出10%,这表明自然饮食中的猴子必须节约能源和饲料作为食物。T3水平也增加,两组中的动物都不得不花费在觅食上。这与脊椎动物的其他研究结果一致,表明当“营养紧张”时,它们会减少甲状腺激素的分泌,从而降低代谢率并节省能量。

由于该地区的气候经历了戏剧性的季节性变化,猕猴新陈代谢也是如此。T3水平从6月到8月显着下降,然后随着交配季节在秋初接近而开始上升。虽然T3在交配季节后再次下降,但在严寒的冬季,水平仍然高得多。

“所有的哺乳动物,甚至更多的灵长类动物都有共同的生理学,”Cristóbal-Azkarate说。“与人类一样,巴巴利猕猴在冬季增加T3产量。代谢率随着温度的升高而增加,这是产生更多能量并因此产生更多热量的机制。”

即使下雨也会影响T3和代谢率,这在潮湿天气下会增加。研究人员表示,这可能表明“湿毛皮的体温调节成本很高”。

交配季节对猕猴T3水平及其代谢率的影响非常显着。在本赛季的高峰期,两组男性的T3水平平均增加了80%。野生饲养组的平均T3增加率为98%。

Cristóbal-Azkarate说:“这是一个意想不到的有趣发现,表明雄性可以促进新陈代谢,为交配和与其他雄性竞争的女性提供充满活力的挑战做准备。”

“甲状腺激素对哺乳动物的性发育和生殖功能至关重要 - 例如,青春期T3产生有显着增加。

“迄今为止,对男性生殖竞争的研究几乎都集中在睾丸激素和压力激素上。然而,我们的研究表明,在男性生殖竞争领域有一个新的参与者:甲状腺和代谢率。”

添加Cristóbal-Azkarate:“这是第一次在自然环境中同时研究气候,营养和生殖竞争对甲状腺激素生理的影响。

“通过这样做,我们已经能够了解巴巴利猕猴的代谢生理学的灵活性允许这些灵长类动物 - 以及可能包括人类在内的其他物种 - 平衡其苛刻和高度的多种能量需求的方式。变化的环境,应对生态和社会挑战。“

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