讓帝企鵝在非洲草原上奔跑

柳靜

提到冰天雪地的南極，我們會聯想到帝企鵝。它們可稱得上是這銀白世界里的小可愛，時而邁著憨笨的步伐步履蹣跚地行走在冰雪之上，時而歡快地暢游在冰海里，好一派歡愉的景象。

提到赤日炎炎的非洲，我們會聯想到龐大的非洲象。在茂密的熱帶雨林中，它們拖著沉重的身體，時而躺在參天大樹下乘涼，時而在小河邊甩起長長的鼻子，噴灑著清涼的河水，消暑納涼。

如果此時鏡頭突變，呈現在你眼前的是帝企鵝在非洲草地上歡樂地奔跑著，非洲象在南極冰雪之上慵懶地散步，你是否覺得這樣的畫風很滑稽，有悖常理，不可思議？然而值得一提的是，只要你激活了它們體內的神奇小通道，做到這些并非難事。

究竟是哪條神奇通道呢？原來，地球上每一個生命體的生存和繁衍都需要適應所處環境的溫度，而動物適應環境溫度的前提，是生命體對溫度的精確感知。在多種動物體內，瞬時受體電位離子通道家族的多個成員發揮著溫度感受器的作用。

那么，什么是瞬時受體電位離子通道呢？它是一類在外周和中樞神經系統分布很廣泛的通道蛋白，位于全身各處可被激發和不可被激發的細胞中。它們可以被多種刺激源激活，例如溫度、壓力、體積變化、震動、伸展，以及芥末、山葵、肉桂、大蒜、辣椒、薄荷醇、樟腦。其中，負瞬時受體電位離子通道負責各種感官的反應，包括熱、冷、疼痛、壓力、視覺和味覺。

近年來，中國科學院動物研究所的科研團隊在理解動物的溫度感知機制方面取得了一系列進展。尤其是在2020年，科研團隊開展了關于動物低溫適應機制的研究。例如小老鼠身體中的瞬時受體電位通道可以被小于28℃的低溫激活，這是重要的冷感受器。當研究人員把冷敏感性低的帝企鵝體內的瞬時受體電位離子通道蛋白注射到相對冷敏感性較高的小鼠體內后，小鼠不僅更偏好低溫環境，它們對低溫的耐受程度也有所提高。由此可以看出，調控瞬時受體電位離子通道的冷敏感性，可以影響動物對環境溫度的適應性。那么，同理推測，若生活在炎熱環境中的動物，如非洲象、跳鼠和雙峰駱駝的體內打開強冷敏感性的瞬時受體電位離子通道，它們便能適應冰天雪地的南極環境;若把生活在寒冷環境中的動物，如帝企鵝、藏羚羊和牦牛的體內打開弱冷敏感性的瞬時受體電位離子通道，它們便能在非洲草原上奔跑。

那么，如何調控瞬時受體電位離子通道冷敏感性的強弱呢？

研究人員進一步發現，通過改變瞬時受體電位離子通道的孔區中氨基酸的疏水性，可以特異地調控瞬時受體電位離子通道冷敏感性的強弱。疏水性弱，體內水分子熱運動緩慢，外界不容易帶走動物體內的熱能，這樣動物便能在寒冷地區更好地生存;疏水性強，體內水分子熱運動加強，能快速發散動物體內的熱能，這樣動物便能在熱帶地區更好地生存。

隨著科技的發展，我們可以宏觀地調控地球家園上的不同動物在跨地域的環境里生存。這在輔助物種更好地適應它們所處的環境溫度的同時，也保護了更多的稀有物種繁衍生息。