在职业体育比赛中,禁止使用血液兴奋剂来提高成绩。运动员可以利用这项技术为肌肉提供更多携带氧气的红细胞——例如,通过输血。但许多动物天生就会吸氧:羊、海鱼和马在体力消耗大的情况下,血液携氧能力可以提高16%到74%。现在一项研究表明,一种名为秃鱼的南极鱼可以将其运载能力提高200%以上,以在寒冷的水域中追求活跃的生活。

像大多数原产于南极洲的鱼类一样,秃海鱼的血液中含有抗冻蛋白,帮助它抵御极寒。但这些蛋白质和红细胞一起,会使血液粘稠,难以循环。一些南极鱼类通过完全消除红细胞来适应,在被动地等待猎物时,通过鳃和皮肤直接从水中吸收氧气。然而,秃头海獭在冰面下积极地游泳,追逐磷虾和其他甲壳类动物,同时躲避企鹅和海豹等捕食者。对于这种行为,“你需要为肌肉提供(更多的)氧气,”瑞典哥德堡大学的心血管生理学家迈克尔·阿克塞尔松(Michael Axelsson)说,他是这项新研究的合著者,该研究于1月份发表在《美国医学杂志》上实验生物学杂志

科学家们比较了从在玻璃罐中放松的秃头海鱼和他们用塑料管“追赶”的鱼身上采集的样本的RBC水平。休息的动物红细胞水平为9%,而运动的动物为27%,后者的血氧携带能力增加了207%。阿克塞尔松说:“我们所见过的(其他)鱼类在休息时,红细胞数量没有增加一倍以上,也没有下降到如此低的水平。”他补充说,这种低水平的血液可以减轻秃头notothens心脏的压力。鱼的脾脏储存红细胞,研究人员发现,为了向血液中喷射更多的红细胞,该器官的重量会减少41%。

红细胞水平的巨大变化最初令斯克里普斯海洋研究所的海洋生物学家杰拉尔德·库伊曼(Gerald Kooyman)感到惊讶,他没有参与这项研究。然而,他指出,这些动物一开始就有更少的血细胞,所以维持红细胞三倍的循环并不那么困难。例如,如果一只潜水的威德尔海豹将其红细胞水平从40%提高到90%,那么它的血液将很难泵出,这是危险的。

然而,秃头雀确实面临着能力的权衡。通过在每条鱼的主动脉上安装探针,科学家们发现活跃个体的血压升高了12%,心脏工作强度增加了30%。心脏可以在安静的时候休息,但当秃鱼需要努力工作时,Axelsson说,“这些鱼不得不忍受(更多的)rbc带来的略高的后果,因为它们需要更多的氧气。”