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翼手目(Chiroptera)动物俗称蝙蝠,是哺乳纲中的第二大目,种类繁多,食性多样。虽然对于蝙蝠的研究日益受到重视,但有关蝙蝠能量代谢的研究报道极为少见。近年,由于对糖尿病等糖代谢疾病的治疗及预防面临着诸多困境,人们开始把目光转向蝙蝠,特别对于果蝠能高效利用高糖物质的现象产生了浓厚的兴趣,希望通过弄清果蝠高糖利用的机理,以改进人类对糖尿病及高血糖病的治疗或预防模式。本文基于课题组多年的驯养实践,选择果蝠为主要实验对象,对其糖代谢能力及血糖调控机制从生态学的角度进行了初步的研究。 首先,选择狐蝠科(俗称果蝠)Pteropodidae的犬蝠(Cynopterus sphinx)、棕果蝠(Rousettus leschenaultii)和长舌果蝠(Eonycteris spelaea)为主要实验对象,在静息状态下,以腹腔注射葡萄糖耐量实验,探讨这3种果蝠与2种食虫蝙蝠(大蹄蝠Hipposideros armiger和普通长翼蝠Miniopterus schreibersii)在糖代谢能力方面的差异。结果表明,蝙蝠糖代谢的能力与食性相关,果蝠糖代谢的能力优于食虫蝙蝠;不同食性的果蝠其糖代谢的能力也存在差异,以食果为主的犬蝠在静息状态下的糖代谢能力强于以食蜜为主的长舌果蝠。我们认为,果蝠在长期的进化过程中,产生了3个方面的适应性特性,即肠道蔗糖酶和麦芽糖酶的大量表达、旁路途径的营养吸收,以及对外源性糖的直接利用,这些特征的综合作用使得果蝠具有比食虫蝙蝠更强的糖代谢能力,而不同食性的果蝠之所以存在糖代谢能力上的差异,主要是由于其栖息习性和取食策略存在明显的差异。 其次,进一步的实验设计以探索果蝠(犬蝠和长舌果蝠)的血糖调节能力,并通过改变果蝠摄入的糖量或飞行时间以检测他们的血糖变化。结果表明,在静息状态下,果蝠的血糖水平随着摄入糖量的增加而增高,犬蝠的最高血糖值在24mmol/L以上,而长舌果蝠的最高血糖值也高达15 mmol/L;摄入相同糖量时,果蝠血糖水平随着飞行时间的增加而降低,仅当长舌果蝠花费60-75%的时间用于飞行时,血糖水平才快速降至预期的正常水平。犬蝠花费60-75%的时间飞行时,血糖水平虽然没有下降到预期的水平,但血糖下降的幅度相当明显。我们认为,在长期的进化过程中,为适应高糖食性,果蝠或进化出了一种特殊的机制以规避由高血糖水平所引发的毒副作用,或通过高运动耗能以降低进食后的血糖水平。实验结果表明,高运动耗能是果蝠平衡血糖的关键所在。高运动量和高代谢率是果蝠进化为专性高糖食性的主要原因,高运动量有利于果蝠的群体交流和觅食成功。同时,果蝠的高运动量具有更重要的生态学意义,不仅有利于自身种群的繁衍及扩散,也有助于植物的授粉和种子搬运。 最后,探讨了食物中乙醇的含量对果蝠摄食行为的影响。在自然生境中,果蝠通常以果实或花蜜为食,而果实和花蜜的成熟度与乙醇的含量具有正相关关系。我们通过室内的行为实验,用糖水模拟食物探讨了乙醇浓度对长舌果蝠摄食量的影响。在20%(w/w)的蔗糖溶液食物中,配制7种不同的乙醇浓度(0.005%、0.01%、0.05%、0.1%、0.3%、0.5%和1%)以检测长舌果蝠在不同乙醇浓度条件下对蔗糖溶液的摄食量,并与对照组(无乙醇)进行比较。结果发现,长舌果蝠除了在乙醇浓度为0.005%时没有受到影响外,在其余的6种浓度下其摄食量都有所减少,乙醇浓度为1%时,其摄食量仅相当于对照组的34%,表明乙醇对长舌果蝠的蔗糖溶液摄食量有抑制作用,但具体原因或机理还有待进一步研究。 综上所述,生理上的适应以及高强度飞行的生活模式是果蝠进食高糖食物而自身并不受高血糖危害的重要保障,这对于人类糖尿病及高血糖病的治疗或预防具有重要的参考意义。