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健康

生孩子比你想像的更耗能! 新研究揭示繁殖的隱藏代價

明日科學

更新於 05月17日09:05 • 發布於 05月17日09:00 • 高 詩豪

我們都知道養孩子很累,但你知道生孩子有多耗能嗎?根據最近發表在《科學》期刊上的一項研究,動物在繁殖過程中消耗的能量可能比我們之前估計的高出十倍。這項研究首次揭示了母體在懷孕期間消耗的間接代謝能量,這比我們以前的認知多得多。

這項研究由倫敦瑪麗女王大學領導,分析了從受精到出生的能量消耗,專注於產卵或生育的能量投入,不包括生育後的養育成本(例如哺乳或餵養)。即便如此,研究結果表明,繁殖的生物代價相當高。這些發現對我們理解生物學和生態學,以及野生動物保護和氣候變遷下的生物多樣性預測,具有重要意義。

肯塔基大學生物學助理教授羅比·伯格說:「這有點像重寫教科書。以前我們忽視了生物合成的巨大成本,現在發現其實有大量能量消耗在這上面。」

懷孕間接消耗能量占總能量的96%

研究顯示,繁殖過程中母體消耗的間接能量大大超過了直接能量。對於許多物種,尤其是哺乳動物來說,這一點尤為明顯。製造生命是一個效率低下的過程,大部分能量都以熱量和其他代謝副產品的形式被浪費掉了。(圖/《科學》)
研究顯示,繁殖過程中母體消耗的間接能量大大超過了直接能量。對於許多物種,尤其是哺乳動物來說,這一點尤為明顯。製造生命是一個效率低下的過程,大部分能量都以熱量和其他代謝副產品的形式被浪費掉了。(圖/《科學》)

研究團隊分析了多個物種,將其分為三組:「產卵的冷血動物」、「胎生的冷血動物」和「哺乳動物」。結果發現,產卵冷血動物的繁殖能量中約40%是間接成本,胎生冷血動物這一比例提高到50%左右,而哺乳動物則高達90%。研究人員估計,間接成本與懷孕或產卵時間和代謝增長有線性關係。

在人類懷孕中,從受精到出生所消耗的代謝能量是新生兒直接能量的24倍,這意味著生孩子的間接成本佔繁殖總能量負擔的96%。這些額外的能量去哪了?研究作者推測,可能是用來創造胎盤或是胎兒自身的代謝消耗了母體的卡路里。

這項研究挑戰了我們對動物成長和生命史的大部分生物模型。新模型可能會顯著改變我們對生態系統承載力的估計,以及我們對支持物種生存所需資源的理解。這也改變了我們對生物體在生長和生存中的權衡理解,體型和壽命可能比我們之前認為的更受繁殖的影響。

這只是理解繁殖成本的第一步。未來需要更多關於不同動物物種的實際能量成本數據,以驗證和改進這些模型,進一步揭示繁殖對動物生態和演化的影響。我們現在才剛剛開始揭開生孩子這件事的真相,未來還有更多等待我們去發現的秘密。

從更大範圍來看,這些發現加劇了對氣候變遷如何影響地球生命的擔憂。隨著氣候變暖,冷血動物的代謝率會隨溫度升高,這可能會增加繁殖的代謝成本,導致後代體型更小、活力更低。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

首圖來源:DEPOSITPHOTOS cc By4.0

影片出處:Science cc By4.0

參考論文:
1.Metabolic loads and the costs of metazoan reproduction Science

延伸閱讀:

1.「睪丸」越小,越會「照顧後代」?新研究揭示玻璃蛙繁殖行為的驚人發現

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