등산쥐 연구, 진화적 적응에 빛을 던지다

산악생쥐 팀은 지역적 조건에 대한 진화적 적응을 통해 어떻게 단일 종이 다양한 환경에서 번성할 수 있는지에 대한 이해를 높이는 데 도움을 주고 있습니다.

네브래스카-링컨 대학의 Jay Storz 연구실에서 박사후 연구원으로 일하는 Naim Bautista가 이끄는 연구에서, 연구팀은 고지대 사슴쥐와 저지대 사촌을 데리고 6,000m까지 올라가는 시뮬레이션을 했습니다. "등반"은 해수면에서 시작되었고, 쥐들은 7주 후에 시뮬레이션된 정상에 도달했습니다. 그 과정에서 Bautista는 쥐들이 점점 낮아지는 산소 수치에서 추위 스트레스에 어떻게 반응하는지 추적했습니다.

"사슴쥐는 네브래스카 평원에서 로키 산맥과 시에라네바다의 가장 높은 봉우리 정상까지 분포되어 있기 때문에 북미 포유류 중에서 가장 넓은 환경적 범위를 가지고 있습니다."라고 생물 과학의 윌라 캐서 교수인 스토르즈가 말했습니다. "이 연구는 사슴쥐가 지역적 조건에 대한 적응을 진화시키거나 일반화된 적응 능력을 보유함으로써 그렇게 광범위한 고도에서 번성할 수 있는지 여부를 테스트했습니다."

캐나다 맥마스터 대학의 특수 연구실에서 수행된 이 연구는 고지대 쥐와 저지대 쥐 팀을 두 개의 별도 그룹으로 나누었습니다. 연구 내내 해수면에 머무른 대조군과 7주 동안 상승에 나선 적응군입니다.

해수면에서 7일을 보낸 후, 적응한 그룹의 조건은 매주 1,000m씩 상승했고, 산소 수치는 등반가가 경험할 수 있는 수준으로 감소했습니다. 연구팀은 각 쥐가 대사 열 생성을 통해 추위에 대처하는 능력을 모니터링했습니다.

데이터에 따르면 고지대와 저지대 사슴쥐 사촌은 저산소증(저산소 상태)에 적응하는 일반적인 능력이 없습니다. 시뮬레이션된 고도가 4,000m 이상으로 올라가면서 고지대 쥐의 홈필드 이점이 빠르게 드러났습니다. 산소 수치가 떨어지면서 고지대 쥐는 더 효율적인 호흡과 순환 산소 수송으로 저지대 쥐보다 체온을 더 잘 조절할 수 있었습니다.

"결과에 따르면 고지대 쥐와 저지대 쥐는 변화하는 환경 조건에 적응하는 일반화된 능력을 공유하지 않습니다." 바우티스타가 말했습니다. "오히려 더 높은 고도에서 사는 쥐는 저지대 초원 쥐와는 다른 저산소 조건에 적응하는 진화된 방법을 공유합니다."

이 연구에서는 고지대 쥐가 저지대 포유류에서 흔히 나타나는 질병인 폐동맥 고혈압의 증상인 심장의 우심실이 두꺼워지는 현상을 억제하는 데 도움이 되는 유전적 이점을 가지고 있다는 사실도 보여주었습니다. 저지대 포유류는 낮은 산소 환경에 적응해야 하기 때문입니다.

바우티스타는 이번 연구 결과가 지역적 조건에 적응하는 것이 사슴쥐와 같이 널리 분포하는 종이 다양한 환경에서 번성할 수 있게 해주는 방법임을 보여준다고 말했습니다.

"이것은 개체군에 특화된 진화된 변화가 어떻게 그들의 유연성을 형성하는 데 도움이 되는지 강조합니다."라고 바우티스타는 말했습니다. "궁극적으로, 이러한 변화가 다른 서식지에서 생존하는 능력에 영향을 미칩니다."

바우티스타는 연구를 반복할 계획을 마무리하고 있으며, 세계에서 가장 높은 곳에 사는 포유류인 노랑엉덩이잎귀쥐의 반응을 측정하여 새로운 차원으로 끌어올립니다. 이 종은 안데스 ​​산맥에서 유래했으며, 최대 22,110피트의 고도에서 살고 있으며, 스토르즈가 발견했습니다.

사슴쥐 연구는 최근 PNAS에 게재되었습니다. 연구팀의 다른 구성원으로는 Storz, McMaster University의 Ellen Shadowitz와 Graham Scott, University of Montana의 Nathanael Herrera와 Zachary Cheviron, University of British Columbia의 Oliver Wearing이 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241108211122.htm