長頸鹿的秘密

李忠東

血壓高但不會得腦溢血

長頸鹿擁有標志性的脖頸和長腿，是世界上現(xiàn)存最高的陸生動物。它站立時由頭至腳可達6～8米，體重約700千克，剛出生的幼仔就有1.5米高。不像長有額外椎骨的長頸鳥類，長頸鹿的長脖子和其他哺乳動物一樣，椎骨都只有7塊，只是它們的椎骨較長，相互間有粗壯的肌肉緊連。

美國科學家最近進行的一項研究或許可以揭開長頸鹿演化的部分謎團。他們首次繪制了這個物種的完整基因，發(fā)現(xiàn)是一些基因促使它們形成了大長脖子和細長腿的特殊身體結(jié)構(gòu)。它們的短跑速度達到每小時60千米，為了維持強大的心血管功能，它們的心臟必須非常強大，這就要求在進化歷程中需要一定的基因變化來確保。研究人員對長頸鹿的近親物種霍加狓進行了基因序列研究，進一步識別了它們的基因變化。從遺傳角度加深了對長頸鹿的了解，也有助于理解有蹄類動物的演化。

霍加狓與長頸鹿大約在1 200萬年前由同一個祖先物種進化而來，雖然霍加狓更像斑馬，沒有長頸鹿那樣修長的身體和強大的心血管系統(tǒng)，但是這兩個近親物種的基因序列十分類似。直到1901年動物學家才在非洲扎伊爾森林發(fā)現(xiàn)霍加狓，人們在相當長的一段時間內(nèi)都以為這種大型哺乳動物是長頸鹿和斑馬的雜交產(chǎn)物。

在研究中，科學家選取的兩頭雌性馬賽長頸鹿和一頭雄性霍加狓。在對它們的全基因組進行測序分析后，科學家認為，長頸鹿的體格和對于身高的心血管適應可能是通過少量基因的改變而同步演化出來的。這兩個物種之間以及與其他哺乳動物的基因組對比表明，兩組蛋白質(zhì)的變化形成了長頸鹿的長脖子和霍加狓的短脖子，其中一組控制身體和四肢發(fā)育的基因表達過程，另一組則控制生長因子（刺激細胞生長的物質(zhì)）基因的表達。考慮到許多這種編碼蛋白質(zhì)的基因也調(diào)節(jié)心血管發(fā)育，長頸鹿不同尋常的身體形狀很可能與適應其獨特體格的生理循環(huán)系統(tǒng)共同演化而來。

“長頸鹿的長脖頸進化形成于2 000多萬年前，一些調(diào)控基因使其形成了獨特的身高和增壓心血管系統(tǒng)。它們還需要特殊的安全閥，以保證能彎下身來喝口水然后抬起頭時不會暈倒?！毖芯咳藛T指出，“長頸鹿的心臟進化形成了一個非常大的左心室，在這種‘渦輪增壓心臟的作用下，它們的血壓是其他哺乳動物的兩倍，但這并不是高血壓病，而是確保充足的血液可以穿過2米長的脖頸抵達頭部?！?/p>

來自坦桑尼亞的研究人員也開展了關(guān)于長頸鹿的研究，發(fā)現(xiàn)長脖頸和強有力心臟的進化緊密相關(guān)，它們是由相對少數(shù)基因變異所驅(qū)使的。他們認為，長頸鹿強大的心血管系統(tǒng)似乎避免了經(jīng)常發(fā)生于患有高血壓人群的器官損傷，因此了解它背后的遺傳因素很有意義，可以給人類健康帶來啟發(fā)。

腿細但能撐起重型身軀

在對長頸鹿小腿骨的研究中，英國研究人員發(fā)現(xiàn)了一條受到凹槽保護的支撐性韌帶，而且凹槽的深度遠超其他動物。研究人員認為，這就幫助了長頸鹿的細腿有力地支撐了它們龐大的身體。長頸鹿血管周圍的肌肉非常發(fā)達，能壓縮血管，控制血流量。同時長頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊，利于下肢的血液向上回流。

長頸鹿屬于重型動物，但是它們的腿骨卻異常纖細。

經(jīng)過解剖，研究人員解開了其中的奧秘。長頸鹿特殊的解剖學構(gòu)造為四肢增加了非常高的強度，它們在不需要很多肌肉的情況下便能支撐自己龐大的體重，與此同時減少疲勞。其中，那根懸韌帶有著極其重要的作用。這項研究讓研究人員從長頸鹿的解剖學構(gòu)造上學習到新的知識，因此，有助于提高動物園長頸鹿的醫(yī)療護理。

這項研究將現(xiàn)代長頸鹿與它們的史前祖先的解剖學聯(lián)系在一起，對于今天的活體長頸鹿是一種巨大的喜訊。另外，機器人技術(shù)通常也能夠從動物運動中獲得啟發(fā)，因此對這種長腿、長頸動物的研究能夠激發(fā)這種機器人原型、甚至是假體設計。

對于長頸鹿來說，長腿和長頸也是很好的降溫“冷卻塔”。它們生活在炎熱的熱帶草原，由于它們的體表面積大，有助于熱量的散發(fā)，能很好適應周圍環(huán)境。大的肺容量利于呼吸新鮮空氣，排出廢氣。不過，讓人羨慕的大長腿也有煩惱，腿部過長致使長頸鹿飲水十分不便，它們要叉開前腿或跪在地上才能喝到水，而且在喝水時十分容易受到其他動物的攻擊，所以群居的長頸鹿往往不會同時喝水。

長頸鹿雖然長有高大的個子，但是天生膽怯，性情溫順。它們只能發(fā)出一些簡單的聲音，表現(xiàn)得十分安靜。在平日里，很少有人看見長頸鹿之間互相格斗。它們看似行動不便，其實十分警覺，行動極為敏捷。長頸鹿的長頸高高豎起，突出的雙眼可以同時觀察四周的各種情況。成年長頸鹿用它們那大而有力的蹄子保護自己，可以把一頭獅子一蹄子踢死。

因為睡眠有時會使長頸鹿面臨危險，所以它們的睡眠時間很少，一個晚上一般只睡兩小時，而且大部分時間都是站著睡，通常是呈假寐狀態(tài)。由于脖子太長，長頸鹿睡覺時常常將腦袋靠在樹枝上，以免脖子過于疲勞。在進入睡夢階段時它們也需要躺下休息，大約持續(xù)20分鐘。但是，從地上站起來要花費整整1分鐘的時間，使得在睡眠時的逃生能力大打折扣，所以躺下睡覺十分危險，更多的時候是站著睡覺。當長頸鹿趴著睡覺時，它的兩條前腿和一條后腿彎曲在肚子下，另一條后腿伸展在一邊，長長的脖子呈弓形彎向后面，把帶茸角的腦袋送到伸展著的那條后腿旁，下頜貼著小腿。對于膽子非常小的長頸鹿來說，這種科學的睡姿既能縮小目標，又可在緊急情況下一躍而起，逃之夭夭。

基因技術(shù)發(fā)現(xiàn)有4種長頸鹿

長頸鹿是非洲大陸上廣為人知的代表性動物。在尼日爾、肯尼亞、坦桑尼亞、南非、南蘇丹和埃塞俄比亞，都能看見它們在熱帶草原的樹梢間覓食的偉岸身影，但是人們對它們的家族譜卻還沒有充分了解。

最近，納米比亞和德國的研究人員發(fā)表論文指出，從基因分析的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，看起來模樣差不多的長頸鹿其實屬于4個不同的物種。

研究人員花費數(shù)年時間，在非洲不同地區(qū)對長頸鹿的基因樣本進行了大范圍采集，覆蓋到了所有已知的長頸鹿亞種。在實驗室里，他們分析了190只長頸鹿個體的皮膚活檢樣本的核基因和線粒體基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然這些長頸鹿外表看起來相差無幾，但實際上基因差異明顯，分別屬于4個完全不同、彼此獨立的物種，即網(wǎng)紋長頸鹿、馬賽長頸鹿、北方長頸鹿和南方長頸鹿，后兩種分別有2個和3個亞種。

研究結(jié)果表明，4個長頸鹿物種很可能是200萬年前從同一個祖先演化而來的，相互之間沒有彼此進行基因交換的證據(jù)，不能雜交?？茖W家同樣注意到，每個物種對棲息地的喜好是一樣的，有些物種甚至生活在同一片地區(qū)。它們身體上的差別非常細微，很難加以區(qū)別，但是如果仔細觀察，也可以看出來一些，例如，網(wǎng)紋長頸鹿外表有呈多邊形的褐色斑點，腿上有明亮的白色條紋，斑點有時呈深紅色，并能擴散到腳部。馬賽長頸鹿也稱作乞力馬扎羅長頸鹿，顏色比較深，外表斑點似葡萄葉，邊緣呈鋸齒狀，底色為深巧克力色。

在國際自然保護聯(lián)盟紅色名錄中，這些被視為一個物種的大約9萬只野生長頸鹿被定為“無危”級別。“無?！蔽锓N又稱“低關(guān)注度”物種，它們既不是“瀕?！蔽锓N，也不是“近?！蔽锓N，生存環(huán)境不需要保護。這一類物種受威脅的程度較低，保護現(xiàn)狀比較安全。

研究人員估計南方長頸鹿有44 500只，而北方長頸鹿不到5 000只，網(wǎng)紋長頸鹿數(shù)量8 700只左右?？紤]到過去30年間整個長頸鹿種群從15萬只降至約9萬只，北方長頸鹿和網(wǎng)紋長頸鹿在不久的將來可能會陷入困境。