新的证据表明,在安第斯火山顶峰发现的微小木乃伊小鼠已经在类火星环境中安家落户——这似乎是不可能实现的壮举。
安第斯山脉高耸,位于南美洲西海岸的膝盖下方,是阿塔卡马沙漠。作为地球上最干旱的地区之一,该地区的恶劣环境让美国宇航局的天体生物学家前往那里,以了解他们如何在火星上寻找微生物生命。科学家们曾预计山顶的生命将仅限于微生物,但事实并非如此。相反,10月23日发表在《当代生物学》杂志上的一项新的基因分析表明,在山顶上发现的活鼠并非特例,而是一个相当持久的种群的代表。
“周围数英里都是这种非常荒凉、类似火星的地貌,一个充满敌意的环境,而这些火山的顶峰则更加恶劣,”内布拉斯加大学林肯分校的进化生物学家、新研究的共同作者杰伊·斯托茨说。“当你亲身体验这些火山顶峰的环境时,就会觉得哺乳动物能够在那里生存简直是不可思议。”
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这就是为什么他和他的同事在2020年,在安第斯山脉的火山柳柳亚科山顶附近,偶然发现了一只活着的叶耳鼠(Phyllotis vaccarum),海拔高达6739米(超过四英里)时感到震惊。在那个海拔高度,植被稀少,风力强劲,空气中的氧气含量只有海平面的一半。这只老鼠立即获得了科学界已知的世界最高栖息地哺乳动物的称号。“在这样的环境中捕捉到一只活鼠真是太令人震惊了,”斯托茨在谈到这一发现时说。他决定继续寻找。
在其他的探险中,斯托茨和他的同事们从附近的几个山峰收集了13只自然木乃伊化的叶耳鼠。
为了了解这些高海拔老鼠是全职的登山者还是仅仅是山峰的游客,斯托茨和他的同事研究了捕获的活鼠以及13具同一物种的木乃伊尸体。首先,他们使用碳定年法确定所有老鼠的生存时间都不超过350年前,而且许多老鼠的生存时间更近——这意味着它们的存在不可能与印加帝国有关,印加帝国的最后一位领导人在1572年被西班牙人杀死。
然后,科学家对这些高海拔老鼠的基因组进行了测序,并将它们与在较低海拔地区发现的叶耳鼠的基因组进行了比较。分析表明,这两组老鼠关系密切,仍然属于同一物种。研究人员还确定,山顶老鼠的雄性与雌性比例均匀,而且在一个山峰上发现的两对老鼠要么是兄弟姐妹,要么是父母和幼崽。科学家说,后两项发现都表明这些老鼠在安第斯山脉的山顶上真正站稳了脚跟。
“作者提供了足够的证据来假设安第斯山脉海拔6000米以上的地方存在着Phyllotis vaccarum这种老鼠的种群,”贝尔纳迪诺·里瓦达维亚阿根廷自然科学博物馆的哺乳动物馆长巴勃罗·泰塔说。他没有参与这项新的研究,但研究过安第斯山脉的啮齿动物。“这种情况提出了关于这些动物如何设法适应如此海拔、在难以找到食物和恶劣气候条件盛行的地方的巨大问题。” 他特别指出,在较低海拔地区也存在同样的老鼠表明了 “巨大的可塑性”,这将是很有趣的理解。
斯托茨和他的同事们正在继续探访安第斯山脉的山峰,他们已经对从山底到山顶的21座不同的山脉进行了哺乳动物调查,以便更好地了解这些生物在哪里可以生存。此外,科学家们还在研究从较低和极端海拔地区采集的叶耳鼠,以了解啮齿动物是如何适应寒冷气温和稀薄氧气的。
智利天主教大学的动物学家爱德华多·帕尔玛没有参与这项新研究,他说他对这一发现并不感到惊讶。“看起来它们拥有非常适应高海拔生存的生态生理机制,”他说,并指出该地区普遍存在相关的啮齿动物物种,而且科学家们已经注意到它们特别擅长节约用水。
“动物显然能够在我们之前认为完全不适宜居住的环境中生存,”斯托茨说。“我们真的低估了脊椎动物生命的生理极限。”
编者按(2023年10月23日):本文在发布后进行了编辑,以更正2020年发现的活鼠的描述。