动物适应悬殊温度的分子学依据

非洲爪蟾

地球上的动物能够适应范围极广的环境温度，无论是从炎热的沙漠还是到寒冷的冰期。不过究竟动物的温度传感器是如何适应环境温度的分子演化机制却依然不为人们所知。日本国立生理研究所（日本冈崎综合生物学研究所）的Makoto Tominaga教授和Shigeru Saito教授最近着手进行的一项研究，最终解开了谜底。他们认为，一种被称为瞬时受体电位通道（transient receptor potential channel, TRP channel）的分子在动物体内充当着温度传感器，从两栖动物到哺乳动物都含有这种分子，它们能够感知不同的温度范围。在演化过程中，由于环境温度的不断变化，这种温度传感分子对温度的敏感度也发生了显著的变化。

他们以非洲爪蟾（Xenopus tropicalis）为研究对象。非洲爪蟾栖居于热带雨林，它们生存的最适温度约为26摄氏度，当温度低于18-20摄氏度时，就会对其健康产生危害。研究者在非洲爪蟾的细胞内发现了TRPV3基因，这是一段哺乳动物体内公认的温度传感器。令人意外的是，非洲爪蟾体内的TRPV3在16摄氏度左右即可被激活，而哺乳动物体内的TRPV3则需在33-39摄氏度的情况下才能被激活。这种巨大的差别有助于非洲爪蟾快速感知有害低温。与这种温度敏感度的差异一致的是，非洲爪蟾和哺乳动物体内的TRPV3通道胞质末端的氨基酸序列也存在极大差异，研究者推测正是这种结构上的差异导致了温度敏感度的差异。另外，哺乳动物的TRPV3通道可被许多化学复合物激活，而非洲爪蟾的TRPV3通道则仅能被一种化学复合物激活，因此这两者的化学敏感度也存在着差距。

Tominaga教授总结道，TRPV通道做为脊椎动物的温度感知器，并非一成不变，它对温度的敏感度是随着演化进行而改变的，有时甚至发生倒转。TRPV通道分子的演化推动着动物对环境温度的适应。

化石网 歆塬