本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
本周，一名十几岁的偷渡者从加利福尼亚藏在飞机的轮舱中飞往夏威夷，调查人员立即开始想知道他是如何在未加压舱的冰冻温度和低氧条件下幸存下来的。
最新的理论是，他进入了冬眠状态——如果你问我，这完全是可能的。
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我怎么知道这些的？嗯，我研究的是已知与人类基因最接近的冬眠亲属。 马达加斯加的倭狐猴是唯一这样做的灵长类动物，每年冬眠长达八个月——对于灵长类动物来说，这是一项惊人的壮举。
冬眠是一种极端的生存策略，一些生活在季节性环境中的哺乳动物在资源消失并威胁到越冬生存时使用这种策略。 这种与正常生理的根本背离涉及一系列失控的身体系统：心率几乎停止，体温骤降至接近或低于冰点水平，大脑活动几乎停止。 冬眠的动物看起来像死了。
几乎。
活跃的倭狐猴的心率约为每分钟 180 次，但在冬眠期间，心率可能会降至每分钟 4 次。 体温通常徘徊在 36 摄氏度左右，可能会骤降至接近冰点的 5 摄氏度。 我最近亲眼目睹一只冬眠的倭狐猴 21 分钟没有呼吸。（警告：不要尝试这样做，除非你恰好被困在飞机的轮舱里）。
许多在冬眠期间发生的生理变化对于非冬眠物种来说是致命的。 然而，倭狐猴在冬眠季节年复一年地成功掌握了这些变化。
这种极其怪异的生理机能在一种与我们共享约 97% 基因组的动物身上展现出来。 但这里是第一个笑点：正如夏威夷偷渡者所证明的那样，人类可能已经拥有了赋予冬眠能力的机制，这些机制存在于我们的基因组中。
冬眠生物学家现在认为，这些对正常生理的极端改造是由于基因表达的潜在变化造成的。 可以将此视为类似于非常复杂电灯泡。 这个灯泡需要拨动多个开关才能发光，只有正确的开关组合才足够。 在这个例子中，灯泡是冬眠反应（即，如果它亮了，动物正在冬眠），而灯开关是所涉及的基因。
为了将其置于倭狐猴冬眠的背景下，这里有一个例子：在冬眠之前，倭狐猴会变胖。 非常胖。 尽可能地胖，考虑到可用的食物资源，有时在一个多月的时间里体重会增加一倍以上。 它们将脂肪储存在尾巴中。
在雨季，它们的栖息地食物充足，动物们狼吞虎咽地吃水果和昆虫——正常的碳水化合物代谢在快速运转。 驱动碳水化合物代谢的那些基因被打开。 然后，极端的旱季来临，资源消失。 倭狐猴进入冬眠状态，由于它们只能依靠储存在尾巴中的脂肪来维持关键的生理过程运转，因此控制脂肪代谢的基因组合被打开。 这导致脂肪储备分解，从而在禁食期间为身体提供燃料。
在 1990 年代初期，科学家们研究了地松鼠（一种实验室冬眠模型物种）冬眠期间的生化变化，记录了第一个基因，该基因在活跃状态的地松鼠和动物处于深度冬眠状态时表现出表达水平的差异。 该基因，α2-巨球蛋白 (α2M)，其功能是抑制血液凝固，当动物冬眠时，其表达水平高于动物的活跃状态。 这对于冬眠期间的生存尤为重要，因为由于心率降低，循环几乎停止，从而增加了当循环减慢时形成致命血栓的潜在风险。
还记得在化学课上你学到的，温度越低，反应时间就越慢吗？ 好吧，当冬眠期间核心体温降至冰点以上几度时，基本的细胞和生理过程会因此减慢速度。 第二个笑点：它们没有！
在冬眠期间，特定基因（如 α2M）的表达增加而不是像预期的那样减少的发现意味着，尽管体温寒冷，细胞反应仍在发生。 这表明这些分子对于冬眠期间的生存至关重要。 差异表达的基因可能为冬眠期间生存所必需的代谢功能提供重要线索，例如仅通过脂质代谢为冬眠动物提供燃料。
借助下一代测序技术扫描整个基因组，以寻找与“生理失控”相关的基因表达变化，冬眠生物学家可以跨冬眠物种进行比较，看看是否正在响应类似的基因和遗传途径。 第三个笑点：在代表哺乳动物家族树广泛范围的冬眠物种——地松鼠、棕熊和小棕蝠中，确实看到了类似的模式。
虽然我们不知道这些模式是否适用于所有冬眠动物，但在亲缘关系非常遥远的哺乳动物物种中发现的可比结果表明，包括人类在内的所有哺乳动物可能已经拥有冬眠所需的基因。 下一步是研究调节倭狐猴冬眠的遗传机制，倭狐猴是我们最亲近的冬眠表亲。
使用动物模型（如可以在冬眠期间在极端生理变化中幸存下来的倭狐猴）进行的进一步研究可能会带来突破性的医疗方法，以改善人类的状况。
例如，了解外周组织如何在冬眠期间承受血液流量不足的机制，可能会带来更好的技术来保护中风或某种形式的创伤期间的大脑。 通过弄清楚冬眠动物如何在八个月的冬眠期间不使用肌肉后避免萎缩的方法，研究人员可能会改善长期卧床不起或卧床不起的人的生活。 解剖冬眠动物如何仅依靠储存的脂肪作为燃料，确实将对理解肥胖症和其他代谢紊乱具有直接的好处。
最后（对于像我这样的科幻迷来说最令人兴奋的是），弄清楚诱导人类进入类似冬眠状态的方法可能会使人类有可能被发射到遥远的星系，正如在像异形和普罗米修斯等流行的科幻电影中颂扬的那样。
然而，就地球上的航空旅行而言，经济舱机票仍然是最佳选择。