1789年,英国探险家进行环球探险时,在越南一座岛屿上发现了一种奇特的动物。这种动物看上去三分像老鼠,七分似松鼠,喜欢把猪笼草当作自己的马桶,也可以面不改色地吃辣喝酒。这种样貌“鼠里鼠气”的动物,就是树鼩(qú)。
树鼩在很多方面与灵长类动物有着高度相似,可以说是人类的远亲。正因如此,它成为生物医学模型动物的新宠,在医学研究领域发挥着重要作用。
人类的“远房亲戚”真实身份终于揭晓
树鼩是树鼩目树鼩科树鼩属动物,主要分布在东南亚国家,以及我国南部、西南部地区。
树鼩属于小型哺乳动物,成年树鼩的体重一般有200多克,体长26~40厘米,尾巴毛茸茸的,很像松鼠的尾巴,样子憨萌可爱,尖嘴短耳,面部看上去像老鼠,所以又名尖嘴老鼠、石鼠。背部毛色多为橄榄绿或褐色,腹部为灰白色或灰黄色,四足的颜色与背部相似。前后足均有五趾,每趾都有尖锐发达的爪。
树鼩的脑袋虽然小,却拥有发达的大脑和小脑。成年人大脑的重量约占体重的2%,树鼩的智力虽不及人类,但大脑重量几乎占体重的10%,有着哺乳动物中非常高的脑-体重比。值得一提的是,树鼩大脑中的嗅神经区较小,鼻子不太敏锐,但视觉系统却非常发达。这是因为它们的眼球结构与人相似,视网膜里有96%的视锥细胞,所以看东西有立体感,色彩分辨能力也很强,尤其能看清蓝色和黄色的物体。此外,它们还具有双眼视觉,两只眼睛可以同时观察、定位、成像。
早在1825年,科学家认为树鼩是“食虫目”中的一种。食虫目曾包括刺猬、鼹鼠、鼩鼱等小动物,但随着基因研究等分子分类学的发展,科学家发现食虫目成员彼此之间并不亲近,而是来自不同演化支,这一分类便逐渐被弃用。
1922年,有科学家提出,树鼩与灵长类动物在形态学上有密切关系,并陆续指出了一些树鼩接近灵长类的特征。例如,树鼩的五趾中,大拇趾和其余四趾是分开的,能够做一些简单的抓取动作;眼眶后有骨桥并形成骨性眼眶,使眼窝和颧骨完全分开;牙齿具有前臼齿;中耳部构造与狐猴相似;大脑比较发达,前额叶已经发育……
当然,也有一些灵长类动物共有的特征树鼩并不具备,因此树鼩究竟是不是灵长类,它和人类的“亲戚关系”有多远,在很长一段时间里存在争议。直到2013年,科学家对树鼩进行了全基因组测序,较为全面地获取了树鼩的遗传特性,发现在生理解剖、神经发育以及心理应激模式方面,树鼩与灵长类甚至是人类有着高度相似,证实了树鼩与灵长类动物的亲缘关系最近,便在“灵长总目”下自成了一个树鼩目,树鼩的身份由此确定。
“野生马桶”的诱惑嗜酒如命的“酒鬼”树鼩主要栖息在热带和亚热带山地、丘陵,以及平原地区的森林、灌丛中,喜欢潮湿的环境。它们具有很强的领地意识,会用身上腺体的分泌物和尿液标记领域,通常都是山野林间的独行侠,主要在白天活动,以黎明和黄昏时最为活跃,夜间活动较少。
树鼩的适应能力极强,既能在地上挖洞穴为巢,又能在树上筑巢生活,因此被称为“陆空两栖筑巢师”。同时,树鼩还具备较强的语言能力,是动物界的语言大师,可以发出8种不同的声音来传递信息,一旦感知到潜在的威胁,就会迅速敏捷地四散奔逃,确保自身安全。
树鼩是一种对爱情忠贞不渝的动物,它们严格遵循一夫一妻制,与伴侣共度一生。树鼩具有极强的繁殖能力,它们的繁殖不受季节限制,雌性树鼩的妊娠期短至一个半月,每胎可产下2~6只幼崽。幼崽出生后4个月便达到性成熟,具备了繁殖能力。树鼩很胆小,易受惊,如果长时间处于紧张状态,体重会下降,严重时生育能力也会受到影响。
作为典型的杂食性动物,树鼩既会吃各种谷物、果实,以及植物的茎叶,也会捕食一些昆虫,有时还舔蜂蜜、磕鸟蛋、抓壁虎、逮小鸟。最有趣的是,树鼩和猪笼草之间存在着一种奇妙的共生关系。每天清晨,小树鼩醒来的第一件事就是上厕所,而野生的猪笼草就是它们的专属马桶。因为猪笼草顶盖上的绒毛会分泌出一种蜜汁,这种蜜汁是树鼩非常喜欢的甜点。作为交换,树鼩会在饱餐一顿后留下粪便,这些粪便可以为猪笼草提供生长所需的营养物质。
除了猪笼草,棕榈也是树鼩喜欢的植物。在马来西亚西部,研究人员发现有一种棕榈的花序巨大,能开出上千朵花,分泌大量花蜜。这种棕榈的花蕾中有一种酵母菌能使花蜜发酵,产生酒精,浓度达3.8%,是天然食物中酒精含量最高的。每当棕榈开花,许多小型兽类都把它当成免费酒吧,品尝佳酿的同时进行传粉。而树鼩是其中最沉迷的“酒鬼”,每天都要花费两个多小时在棕榈上进食。
《美国国家科学院院刊》曾刊登过一篇关于树鼩饮酒能力研究的报道,文章指出,由于研究人员没有从树鼩的血液中检测出酒精含量,于是从树鼩的毛发寻找突破口。酒精进入体内后会被分解成乙醛,而乙醛的代谢产物乙基葡萄糖醛酸苷非常稳定,可以进入毛发并在毛发中积累。通过检测发现,树鼩平均每毫克的毛发中含有1纳克乙基葡萄糖醛酸苷,这一指标是用于评定人类饮酒过量指标的60倍。对于人类而言,这意味着严重的酒精中毒,然而树鼩却毫无醉酒的迹象。研究人员推测,树鼩可能早已进化出了适应酒精的能力,并且体内分解酒精的机制要比人类先进得多。
能吃辣的奇特本领医学研究领域的新宠
树鼩不仅爱喝酒,还特别能吃辣。
辣椒之所以辣,是因为含有一种叫辣椒素的物质,这种物质原本是辣椒的防御机制,用来防止被动物啃食,可以说是辣椒的“化学武器”。
本身对辣不敏感,不需要咀嚼食物的鸟类可以直接吞咽辣椒果实,经过飞行排泄,传播种子。然而对于需要咀嚼食物的哺乳动物来说,大多都害怕辣椒带来的刺激和疼痛感,自然对其避而远之。
一直以来,科学家认为人类是哺乳动物中唯一会主动进食辣椒的物种,但伴随着树鼩吃辣这一事实的浮现,科学家发现,树鼩甚至比人类更能吃辣。在实验中,研究人员将树鼩关进笼子里,然后投喂辣椒给它,发现它不仅不会抗拒,反而啃得十分开心。
为什么其他动物唯恐避之不及的辣椒,树鼩却坦然享用呢?
我们先来了解一下辣椒的作用原理。辣并不是一种味觉,而是痛觉。辣椒中的辣椒素可以激活“TRPV1受体”(神经元细胞膜上的痛觉受体)。正常工作的TRPV1受体可以让动物感受到辣的存在,这就是辣椒让人产生痛感的原因。研究者通过对树鼩的基因进行分析,发现其体内的TRPV1受体基因发生了突变,这种突变导致树鼩对辣椒素的敏感度大大降低,这正是它们能放肆吃辣的关键所在。
研究者表示,这种突变是一种进化适应,它能使树鼩提高对辣椒素的耐受性,从而扩大饮食范围,以求更好地生存。
有意思的是,在树鼩土生土长的东南亚地区,原本是没有辣椒的,直到大约300年前,辣椒才被引入这里。然而短短300年时间,并不足以引起一个物种的基因突变。
既然不是辣椒,那究竟是什么培养了树鼩的吃辣神功呢?
经过调查,研究人员发现在东南亚广泛分布着一种胡椒属植物——苎叶蒟,这种植物含有一种叫Cap2的辣椒素类似物。为了生存,树鼩逐渐适应了苎叶蒟中的辣椒素类似物,久而久之,树鼩体内的TRPV1受体基因就发生了改变,也就表现出了能吃辣的奇特本领。
人类对于树鼩的研究已有约200年的历史,但大多集中在其分布和进化方面,直到20世纪七八十年代,树鼩才在生物医学研究领域引起较多关注。由于树鼩具有体形小、饲养成本低、繁殖周期短,以及与人类存在亲缘关系等特点,所以到本世纪初,研究人员攻破人工养殖的难题,实现对树鼩的规模化养殖,将其广泛应用于人类医学研究中。在神经系统、免疫系统、病毒系统疾病等多个医学领域,树鼩都具有很高的科研价值,我们如今享受到的先进医药技术背后,也离不开千千万万只树鼩的牺牲和贡献。
(编辑 唐小杰)