2026年7月，發表于《科學》的一項研究揭開了安第斯葉耳鼠這類嚙齒動物在海拔6700米左右惡劣環境生存的演化奧秘。研究中整合生理代謝實驗與基因組分析，篩選到的部分基因與代謝、呼吸產熱功能相關，以及葉耳鼠演化出專門用于食物解毒的遺傳特征。

文中嚙齒類動物葉耳鼠生理表型測量技術方案：

1.基礎代謝率（BMR）測量： 使用計算機控制的3套SSI開放式呼吸代謝測量系統，包括2套FMS多功能便攜式呼吸代謝儀（下左圖）和1套FOXBOX便攜式呼吸代謝儀（下中圖）等搭建的系統，以及溫度恒定30℃±0.5℃下，通過Expedata專業軟件（下右圖）記錄分析數據結果。

思考：為什么不使用實驗大小鼠能量代謝籠測量系統？

2. 呼吸產熱VO2max測量：FOXBOX便攜式呼吸代謝儀+全身體積描記檢測系統，在暴露于寒冷（?5°C）氦氧混合氣約15分鐘期間同時測量流出O2和CO2讀數持續6至10分鐘間得到VO2max理想結果。文中產熱VO2max測量在三種不同O2分壓（PO2）下記錄，分別模擬0米（海平面；21% O2）、4300米（12% O2）和7000米（8.7% O2）海拔。該組合連用系統詳細技術方法，以及其它動脈血氧飽和度、組織線粒體呼吸等請咨詢北京易科泰生態技術有限公司。

低氧產熱能力：高海拔動物的生理優勢

 在低氧條件下，高海拔葉耳鼠緩解呼吸產熱下降的幅度顯著優于低海拔同種個體和達爾文葉耳鼠。 在相當于7000米左右的氧分壓下——已接近該物種的海拔分布上限——高海拔個體能夠更好地維持代謝產熱，顯示了葉耳鼠在冰凍溫度下能夠有效避免體溫過低并保持活動能力。

圖1 高海拔葉耳鼠在低氧條件下維持呼吸產熱能力更強，其骨骼肌線粒體呼吸容量和相關酶活性也更高。(a) 呼吸室中的代表性個體。(b) 低氧下高海拔P. vaccarum的產熱VO2max下降幅度更小。(c) 高海拔個體的有氧代謝范圍更高。(d) 高海拔個體腓腸肌線粒體呼吸容量更高，膈肌則較低。(e–g) 高海拔個體腓腸肌中COX、HOAD和CS活性更高。(h) 血紅蛋白-氧親和力無顯著差異。(i) P. vaccarum紅細胞碳酸酐酶總活性低于 P. darwini。(j) 碳酸酐酶催化常數較低。

 令人驚奇的是，動物個體水平的呼吸商（RER=VCO2/VO2）在低氧條件下為0.7至0.8，表明產熱主要依賴脂質氧化供能。這一結果與“高海拔條件下應轉向碳水化合物氧化以節省氧氣"的理論預期不符，暗示葉耳鼠可能通過維持足夠的氧氣通量，在低氧環境下仍能依賴脂質供能來支持持續產熱。

飲食適應策略：被忽視的生態位維度

生物轉化基因的強選擇信號指向一個此前未被充分重視的適應維度：取食生態學。葉耳鼠的食物中包括多種已知含有毒次生代謝物的植物類群（如石蒜科Amaryllidaceae和錦葵科Malvaceae），且其食性隨海拔發生顯著變化。安第斯山脈西坡的植物群落隨海拔快速更替，干旱普納植被與海岸沙漠植物區系截然不同。此外，阿塔卡馬火山沉積物中天然富集的砷是潛在的飲食毒素來源，可激活GST生物轉化通路，使得葉耳鼠演化出了基因適應機制，能夠吃有毒的食物。

該論文研究的核心意義在于，它揭示了高海拔小型哺乳動物的適應圖景遠比“低氧適應"四個字更為復雜。葉耳鼠在基因流強烈的背景下，仍通過強分化選擇在基因組上留下了清晰的海拔適應印記——這本身就說明了選擇壓力的強度。而生物轉化基因的意外發現，則將高海拔適應的研究從經典的非生物脅迫（低氧、低溫）拓展到了生物互作維度（有毒食物），提示了即使在人跡罕至的環境，生態位的真實維度也可能超出研究者的預設。

以上研究中使用了易科泰同款便攜式式動物呼吸代謝系統（北京易科泰生態技術有限公司為Sable Systems中國區總代理和技術服務中心，可為國內科研用戶提供同款系統全套解決方案），其憑借高精度氣體檢測、實時數據記錄、自動氣壓/溫度/基線校正等優勢，廣泛應用于嚙齒類、兩爬、鳥類、家畜等各類動物的生理適應、比較能量代謝研究，已支撐大量高水平科研論文產出。北京易科泰可為動物生理科研工作者提供系統配置、技術支持、安裝培訓、實驗方案定制一站式服務。

易科泰動物能量代謝測量技術方案：

易科泰動物能量代謝監測技術包括FMS/FOXBOX便攜式能量代謝系統、模塊式多通道動物能量代謝單元、FMS-Treadmill跑步機動物能量代謝測量模塊、呼吸穩定同位素示蹤能量代謝測量技術等，提供昆蟲、兩爬類、鳥類、嚙齒動物及其它各種陸生脊椎動物和無脊椎動物呼吸代謝有關研究的配置方案，支持室內和野外測量O2、CO2、水汽、VO2max、代謝交叉、無氧閾值和疲憊時間等代謝參數，可實現動物對特定示蹤營養素消耗的監測和跟蹤，如用于糖代謝異常、脂代謝與能量平衡、蛋白質與氨基酸代謝、激素代謝調控等。

參考文獻：

1. Schuyler Liphardt et al.Adaptation across an extreme elevational gradient in Andean leaf-eared mice, the world’s highest-dwelling mammal.Science393,eaec8347(2026).