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脂肪感应激素有助于控制蝌蚪变态

当蝌蚪只是蝌蚪时,他们是贪婪的食客,在他们的小径中咀嚼所有的植物物质。现在,密歇根大学的一项研究表明,这种贪婪是因为在这个发育阶段缺乏对他们的饮食的激素和神经制动。

脂肪感应激素有助于控制蝌蚪变态

“我们工作的一个发现是,在蝌蚪阶段,在他们开始变态之前,他们没有任何这些稳态的食物摄入控制:他们的喂食控制卡在'开'位置,”说主要作者罗伯特丹佛。“这使蝌蚪尽可能快地到达变态的最小体型。如果你在吃东西时看到一些蝌蚪,它们看起来就像小食人鱼。”

但就像他们准备跳进青蛙瘦素一样,瘦素是一种由脂肪产生的激素,它向大脑发出能量储存信号并抑制饥饿感,蝌蚪出现尖峰。瘦素的这种飙升可能向大脑发出信号,蝌蚪有足够的能量储存来经历变态的疲惫过程。

变态开始前瘦素的飙升有助于控制激素生成和食物摄入的大脑区域成熟。随着动物通过变态进展,它的大脑通过关闭喂养来产生对瘦素反应的能力。瘦素的这种作用对蝌蚪来说很重要,因为它们需要在变态高潮时暂停进食,以便它们的身体可以彻底检查它们的内脏。

肠道由一米长的系统改造而成,该系统将素食消化为更短的肠道,仅消化动物物质。美国密歇根大学分子,细胞和发育生物学系教授兼主席丹佛说,这个时机是一个难以实现的平衡。

“大多数研究都支持蝌蚪将利用生长条件,因为你越大,掠食者就越不可能被掠食者捡起,一旦你成为青蛙,你就会成为更有效的捕食者,”他说。“另一方面,如果幼虫的栖息地不利 - 如果有很多捕食者,或者它会干涸 - 蝌蚪将会提前开始变态。”

为了测试瘦素是否能阻断蝌蚪脑中的摄食,丹佛和他的团队注射了一组带有生理盐水控制的蝌蚪。他们给了另一组蝌蚪注射瘦素。用盐水注射的蝌蚪继续吃,但瘦素注射的蝌蚪完全停止。这发生在经历变态的蝌蚪中,但不是在年轻的蝌蚪中。

研究人员还证明,当肠道改造以支持食肉性饮食时,瘦素控制变态高潮时的摄食抑制。他们通过阻断蝌蚪大脑中的瘦素信号来做到这一点,这导致蝌蚪恢复喂食。

丹佛说,两栖动物的这一过程与哺乳动物的同一过程之间存在着有趣的相似之处。新生大鼠同样贪婪地喂食(哺乳)直到瘦蛋白开始,此时它们会产生负的稳态控制,这样它们就不会吃得过饱。这使得下丘脑(一种控制摄食的大脑区域)成熟并使大鼠准备食用固体食物。

“两栖蝌蚪发生的事情是一个非常古老的过程 - 它是一个发育的激素过程,控制神经供给电路的发展时间,这也影响了生活史转换,”丹佛说。“在蝌蚪中,与哺乳动物相比,形态变化更为显着。”

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