0

0
0

文字

分享

0
0
0

像吸塵器的「雷龍」

陸子鈞
・2011/03/23 ・1030字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 492 ・五年級

像腕龍(Brachiosaurus)或「雷龍」(Apatosaurus)(迷惑龍屬,詳情請見這篇:「雷龍」要回來了嗎?)這類草食恐龍,是地球上存在過最大的走獸,重達80噸。許多這類的恐龍具有很長的頸部,科學家一直在討論,這特徵是為了適應怎樣的生態。現在,利用數學運算,還有吸塵器的模擬,兩位英國的科學家,找出可能的答案。

一般而言,科學家認為恐龍體型之所以如此巨大,除了在2億3千萬年到6千5百萬年間,能應付中生代恐龍吃恐龍的世界,還能有夠大的腸道空間可以消化上噸的素食。一些雷龍體長近30公尺,約為兩輛拖板車相加的長度。

但對於這些恐龍的長脖子,科學家們則沒有共識。以雷龍為例,頸部有9公尺長,大概是長頸鹿的五倍。一些科學家認為,雷龍的長脖子和長頸鹿一樣,是取食樹上食物的適應。然而,有其他科學家,像是澳洲的生理學家Roger Seymour研究指出,要將血液由9公尺高的頸部送到頭部,消耗的能量太大,所以長脖子比較可能用於搜索接近地面的植物。

兩位英國的演化生態學家,格拉斯哥大學的Graeme Ruxton,與利物浦約翰摩爾大學的David Wilkinson,建立了一套模型,去計算長脖子對雷龍的好處。這套模型的數學公式很簡單,包含幾個參數,像是體重,頸長還有脖子在身體的哪個高度,可以藉此找出藉由移動長脖子,而非整附身軀所減少的能量消耗。結果顯示,和6公尺的脖子相比,9公尺長的脖子,能減少80%的能量消耗在搜索食物。

該研究的作者認為,省下來的能量,已經足以讓雷龍抬起頭搜索樹頂上的食物。然而,他們也發現,頸部長度並非無限制,因為在模擬中,長過9公尺的脖子,能量的消耗會急遽上升。

雷龍有時候很像1950到1970年代間大量生產的吸塵器-有個笨重的身軀待在原地,利用長長的管子清理整個空間。相反地,取代恐龍的哺乳類則具有輕盈的身體,可以敏捷地移動,就像現今的吸塵器。

德國的生物學家Andreas Christian認為這份研究,對於研究恐龍長脖子的演化很有貢獻,提供了證據指出龐大的身軀和長脖子複雜的交互關係。古生物學家Martin Sander,也藉此推測,許多草食恐龍把食物吸入,而不咀嚼。如果他們有巨大的牙齒和下顎,便無法支持與軀幹相較之下很小的頭部。

Seymour認為這項研究支持了他的學說。他不認為長脖子有必要抬高,使得恐龍需要消耗身體儲存的一半能量,將血液送到頭頂-「我們就別要求雷龍抬高牠的脖子吧」。

資料來源:ScienceNow [22 March 2011]

編按– 關於雷龍和迷惑龍之爭在這篇文章中暫且放下,詳細資訊可參考這篇文章:「雷龍」要回來了嗎?

文章難易度
陸子鈞
295 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


0

2
0

文字

分享

0
2
0

小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
156 篇文章 ・ 375 位粉絲
台灣科技媒體中心希望架構一個具跨領域溝通性質的科學新聞平台,提供正確的科學新聞素材與科學新聞專題探討。
網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策