动物挣脱不了的“金箍”

企鹅和野马为什么不能在天上飞？矫健的苍鹰为什么不能想飞多远就飞多远？谁限制了它们？

难以挣脱的“金箍”

神话故事里的孙悟空头上被套着金箍，那是他师父唐僧用来制止或惩罚孙悟空的恣意妄为或胡作非为的法宝。但眼观地球生物圈的飞禽走兽们，它们身上似乎也都被扣着一个隐形的“金箍”，如陆地上的野马虽然跑得飞快，但速度却无法超过猎豹;和苍鹰同属于鸟类的企鹅，欲飞却不能，只能在南极蹒跚踉跄……它们身上的“金箍”究竟是什么呢？

以往，研究人员从动物进化路线图上进行了仔细的分析，但只能找到它们相互之间生理器官的巨大差异，却无法破解这个谜团。直到最近，中国科学家领导的一个研究小组另辟蹊径，最终找到了谜底。

研究小组先从鸟类飞行能力的角度入手，探寻其中的秘密，因为在现存的鸟类中，飞行能力呈现了多样化。比如：鹰和雕等飞禽具有良好的飞翔能力，与此相反的是企鹅、鸵鸟等鸟类的飞翔能力完全退化，而家鸡，环颈雉和锦鸡等鸟类的飞翔能力部分退化，只能短距离的滑翔飞行。那么，这几类不同的鸟之间“真正的差异”在哪里呢？通过对76种鸟类线粒体全基因组序列的比较和分析，研究小组发现，飞翔退化组的鸟类的线粒体为细胞提供能量的能力明显小于飞翔组。原来细胞线粒体提供能量的大小，是造成它们飞行能力差异巨大的根本原因，这说明隐形“金箍”就套在它们细胞内的线粒体上。

既然这个“金箍”在飞禽身上灵验，是否意味着在走兽身上也灵验呢？接下来，研究小组进一步研究了214种哺乳动物线粒体基因组，结果显示，奔跑运动能力弱的哺乳动物线粒体提供能量的能力明显小于奔跑运动能力强的哺乳动物。这表明，物种运动、飞行能力大小与其细胞线粒体提供能量的能力大小成正比关系，但线粒体身上有个无形的“金箍”，它牢牢地控制着线粒体的一举一动，不是线粒体想提供多大能量都能心想事成。

谁给动物套上“金箍”的

为什么无形的“金箍”要套在线粒体身上，又是谁套上去的呢？

近些年来，科学家通过对细胞的深入研究，逐渐发现了具有活性的细胞中隐藏的深层秘密。原来，有活性的细胞必须有能量的供给，而线粒体就是细胞中制造能量的器官，科学家为此给线粒体取了一个别名，叫作“细胞的发电厂”。因此把“金箍”套在线粒体身上，恰恰是卡住了动物运动能力的“咽喉”。

那么究竟是谁给动物们套上了“金箍”呢？现在看来，应当是自然环境，因为动物在进化过程中，之所以会选择陆地飞奔或蓝天翱翔，都是周边环境的各种复杂因素促成的。如野马要想脱离虎口，必须拼命飞奔，这就促使它的线粒体提高“发电”能力，慢慢地，它们的“发电”能力就逐渐提高了。但为了减轻线粒体过重的负担，野马还必须学会控制自己的体型和体重，不能过于膨胀，这样才能保证线粒体提供的“电力”主要是用于速度的提高上，而不是消耗在驮运过多的肉块和过大的骨架上。而苍鹰之所以选择飞，就是因为陆地上制约它们生存的环境因素太多了，只能选择飞起来躲避敌害和觅食，但要飞，就要消耗非常多的“电力”，但它们的线粒体的“发电”能力并不是非常强，于是它们只能选择缩小体型、减轻自重、安上翅膀等一整套生存策略。至于比苍鹰体型小，重量轻的麻雀，其飞行能力之所以远不及苍鹰，那是因为麻雀的“金箍”太紧了，这导致它们线粒体的“发电”能力根本不能和苍鹰相提并论。

当然，大自然给动物包括人类套上的“金箍”，其松紧度不是死的，虽然无法摘掉，但却可以改变。但单靠自然进化，这种改变的幅度肯定会需要很长时间，而且幅度不會很大。假如我们期待企鹅有朝一日翱翔蓝天，那真的是猴年马月的事情。但如果未来人类破解了某一种动物的“金箍”的全部秘密，那事情就好办多了。科学家指出，下一步人们可以通过干预线粒体遗传基因的方法，具体改变或调整某一种动物的“金箍”，到时候，让企鹅飞向蓝天，让人类的奔跑速度个个赛猎豹，就不是什么神话了。

（暮春摘自“大科技”微信公众号）