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骆驼的生物学特性
      
原发表日期: 2013-02-21  原作者: 郭春燕 特木伦 伊丽 明亮 吉日木图  文章来源: 中国畜牧业协会骆驼分会  
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  骆驼生活在最干旱的沙漠戈壁,具有与环境相适应的独特的生物特性。

  1.抗寒耐热

  半荒漠和荒摸地区全年气候变化剧烈,夏季中午37-42 ℃时,沙面温度可达65-75 ℃,其它家畜无法生存,而骆驼能利用肘端、胸底和后膝等支持体重,以适应地面高温。被毛在初夏脱换,并经过一段时间的无毛期才能长出新毛,这样正好可以度过炎热的夏季,有益于体表散热。秋后有长出厚密的绒毛,以便防御严冬。

  2 耐饥

  骆驼在牧草繁茂季节大量采食,在驼峰和腹腔内沉积脂肪,一般可达80-160公斤,使他们在长时间缺少食物的情况下能够存活下来[6]。而且骆驼代谢水平较其它家畜低,在静止状态时,骆驼每小时所消耗的能量仅为马的62%,在荒漠中驮载l00 kg,行走1公里所消耗的能量仅为马的1/3[7]。研究者将双峰驼KEGG中的17条脂类代谢途径与其他物种进行比较,发现双峰驼的脂类代谢同鸟类相似,说明骆驼和鸟类一样在奔跑或飞行时有极强的耐力,而且还发现骆驼脂类代谢中有着特殊的调控基因和酶,使其拥有独特的能量贮存方式和有其他动物所没有的耐饥能力。

  3 耐渴

  骆驼耐渴力极强,失水分可达体重30-40%而无害。在长时间缺水时,可由驼峰和腹腔的脂肪氧化形成代谢水(每100 g脂肪能产生代谢水107.1 ml),以及动用体内组织液和细胞进行补偿。最新研究发现,骆驼的红细胞和部分基因与其耐渴能力有关。骆驼红细胞对渗透性溶解的抵抗力比牛、马的强很多。在溶血前,骆驼红细胞可膨胀到原体积的196%,而一般家畜的红细胞只能胀大到150%以下时即发生溶解[8,9,10]。骆驼红细胞的数量(13.45士1.64×1012/L)多、个体(23.97士3.95fl)小而且表面积大,其最大渗透抵抗力为0.22%NaCl溶液,在干渴的情况下[11,12],血浆脱水,红细胞压缩体积(PCV,packed-cell volume)上升,红细胞内的水分渗出进入血浆供机体需要,当重新饮水时,红细胞及PCV又恢复到正常水平,不影响其生理性能。骆驼血红细胞中的带4.1蛋白基因(band 4.1 protein) N端和鸟类的带4.1蛋白一样缺失了一段,这个突变使骆驼的红细胞能够快速的膨胀而携带更多的水分。与骆驼耐渴基因有关的还有血红蛋白(Hemoglobin,Hb)基因、肌动蛋白(Actin)基因、内收蛋白(Adducin)基因、血型糖蛋白(Glycophorin ) 基因、原肌球调节蛋白(Tropomodulin)基因和血影蛋白(Spectrin) 基因等,这些基因相互作用,共同完成红细胞吸水、贮水、携氧和维持正常细胞形态等生理过程。此外,骆驼汗腺不发达和肾功能强大等生理特征也使骆驼节省了大量的水分[13,14],增加其耐渴能力。

  4 采食能力强

  骆驼颈部较长,呈“乙”形弯曲,一般长约100 cm左右,灵活性大,既能低头采食接近地面的矮小植物、灌木枝叶,也能抬头采食高达2 m以上的乔木枝叶,其颈部上下左右活动自如,觅食能力强,其嘴尖凿利,上唇纵裂两瓣,下唇尖而游离,唇薄而灵活,加以下颌发达,咀嚼力极强,分泌的唾液浓而多,能采食其它家畜不愿采食的带有刺、毛和盐碱重的菊科、藜科类植物,也可采食草本植物、灌木、仙人掌和枝条等粗硬、带刺的植物。

  5 适合沙漠中行走

  沙漠地面松软易滑,反弹力广小,而骆驼躯短肢高,尻短斜,后肢刀状,能产生较大的推进力和持久力。特别是骆驼的蹄盘大,蹄内充满弹性组织和弹性纤维的脂肪腺体,外角质层厚,着地面积大,因而不会陷于沙中,适于在沙漠中行走。沙漠中一般全年1/4-1/3是大风日,骆驼双眼有单独启闭功能,上眼睫毛长密而下垂,遇风沙时呈半闭合状态,其泪腺、瞬膜发达,利用泪液和瞬膜后移,可将眼球表面沙土去掉。骆驼的鼻孔狭长,斜而且呈裂缝状,可随意张闭,鼻孔周围有许多1 cm长的鼻毛,上呼吸道形成弯曲的皱襞,这些结构均能起到过滤沙尘和湿润空气的作用。因此,即使在五级大风的情况下,骆驼仍可游走采食。

  6 嗅觉灵敏

  骆驼的嗅觉相当灵敏,如果顺风的话可嗅到数公里甚至几十公里以外的气味,判断出很远地方的水源[15]。基因注释结果表明骆驼嗅觉受体共有约742个,与其它动物相比总数偏少,小鼠嗅觉受体基因有1500个,人类的嗅觉受体基因约有1000个[16],犬有1300个嗅觉受体基因[17]。因为沙漠中的植被比较单一,我国最大的沙漠塔克拉玛干沙漠仅有73种植物,骆驼需要分辨的气味并不多,所以其嗅觉受体偏少,但是正因为如此,骆驼分辨每一种气味的能力却被加强了[18],所以骆驼的嗅觉灵敏度很高。

  7 耐高血糖

  骆驼的血糖水平比其他的反刍动物高两倍多。正常状态下骆驼的血糖水平(7.1 ± 0.3 mmol/L)高于反刍动物(2.5-3.5 mmol/ L)和单胃动物(3.5-5.0 mmol /L),并且骆驼血液中胰岛素的含量(5 ± 1 µU/mL)相对于羊(12 ± 2 µU/mL)和马(7 ± 1 µU/mL)都比较低。静脉葡萄糖耐量试验证明骆驼血液中葡萄糖含量下降速度较羊、马慢,说明其对胰岛素不敏感[19,20]。最近研究表明,双峰驼II型糖尿病的代谢和胰岛素信号传导通路中共有25个加速进化的基因,这些基因都是参与血糖调节的,如牛的加速进化基因mTOR和GK,mTOR 是通过磷酸化苏氨酸和丝氨酸的残基来抑制胰岛素受体底物[21],GK的突变可使物种的血糖耐受力增强[22]。同样,骆驼有着更多的加速进化基因,如Cb1,aPKC,JNK,IKK,AMPK,PHK和 FOXO1等,它们共同作用形成了骆驼独特的血糖调节系统。骆驼的这些特点使其在下雪的数月或食物量供给很少的情况下也能够正常生活。

  8 骆驼的解毒能力

  骆驼可以采食一种叫做狼毒草的植物,而其他动物吃这种食物会导致中毒。骆驼嗜盐,所吃的盐类大约是牛和羊的8倍[23]。高盐会引起高血压等疾病,狼毒草等会导致生物体中毒,但骆驼这种特殊机制可使其保持正常的生理活动[24]。有关研究发现,骆驼特殊的解毒能力和耐高盐特性与其体内的细胞色素蛋白P450有关。参与外源物质及药物代谢的P450全部集中在CYP1、CYP2和CYP3家族中,CYP3A4参与了大约38个类别共150多种药物(约占全部药物50%)的代谢[25],几乎参与了所有的药物代谢途径,形成了骆驼特殊的解毒机制。骆驼体内的P450数量最多的家族CYP2J2数量明显多于其他动物, CYP2J2及其产物EETs的活性受高盐饮食的调控,高盐饮食可抑制其活性从而诱发盐高血压,而提高骆驼体内CYP2J2和EETs的浓度可降低高血压[26],所以较多数量CYP2J2的存在是骆驼区别于其他动物耐高盐的主要原因。

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