冬季，一些鳄龟喜欢在池塘和湖泊中冬眠。这些淡水爬行动物隐匿在薄薄的冰层之下，在完全无氧的条件下可以存活达6个月。

事实证明，它们的强韧适应性来自于幼年期的环境。新研究表明，当海龟胚胎暴露于低氧环境中时，它们的心脏就具备了在余生中适应低氧状况的能力。

自降生开始，这些令人难以置信的生物就已经做好了应对缺氧环境的准备。鳄龟胚胎在水下深处的巢穴中发育，有时含氧量低至11％——永久地改变了它们的心脏结构和功能。

曼彻斯特大学的心脏生物学家Ilan Ruhr说：“发育过程中的早期环境可以永久地改变鳄龟对低氧的耐受度，我们很高兴成为首支观察到该现象的团队。”

缺氧条件下的生存能力，取决于生物心脏持续输送营养物质和清除废物的能力。

像龟和短吻鳄这样的爬行动物可以抵御极端环境并仍保持心脏器官的代谢和肌肉功能。为了揭示细胞水平上的细节，研究人员找来了一组常见鳄龟(Chelydra serpentina)的胚胎，其中一半放置在正常氧气条件(21％)下发育，另一半放置在氧气含量仅10％的环境里。

从心脏中分离出肌肉细胞，把细胞置于氧气水平更低的环境里，团队测量了细胞液的pH值、细胞内钙(有助于收缩心肌)和化学物质(活性氧物质(ROS))的变化。

即使重新通入大量氧气——某些反应引发了大量的组织损伤——鳄龟的心肌细胞几乎没有任何明显的损伤。

结果表明，发育环境中的氧气含量是打开和关闭某些基因的开关，这些基因可以使鳄龟心脏耐受零氧。

早期暴露适应减少了ROS的量——当组织再次氧合过快时，这种分子会变得有毒，但也可以保护心肌免受损伤，即使在完全没有氧气的情况下也能正常收缩。

作者总结说：“总的来说，结果表明发育缺氧会改变ROS管理中可能保护心脏免受氧化应激的途径。”

研究人员希望，有一天，此类发现知识可被用于人体器官保存上。例如，能够开启人类对应基因的药物，保护心脏免受氧气不足的损害。

“鳄龟和人类的心脏细胞在解剖学上非常相似，”曼彻斯特大学的比较生理学家Gina Galli解释道，“因此，我们希望能够将其应用于医疗场景。”

该研究发表在《英国皇家学会会刊B》上。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。

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