當水銀下降時，像我們這樣的哺乳動物比所謂的冷血動物更有優勢；我們的肌肉可以充當火爐，通過將燃料轉化為運動產生保持體溫穩定所需的熱量。
但即使在放鬆時，我們的肌肉也會持續產生熱量——稱為肌肉產熱的技巧。
當您靜靜地坐著閱讀這篇文章時，請體會基於肌肉的產熱作用發展是您進化過程中關鍵的一步，使您的祖先有可能傳播到全球各地的非熱帶的環境中。
如今，澳大利亞研究人員已經確定了哺乳動物的肌肉組織從冷血或「變溫」動物的肌肉組織進化而來的一種特定方式。
昆士蘭大學生物醫學科學家 Bradley Launikonis 說：「青蛙和蟾蜍等冷血動物和人類等溫血哺乳動物，使用相同的基本肌肉結構來產生姿勢和運動的力量。」
但是哺乳動物通過改變其靜止肌肉中鈣離子濃度的調節方式實現了地理自由，使牠們與我們的變溫親屬走上了不同的道路。這種適應允許哺乳動物肌肉細胞耐受周圍液體中更高的鈣濃度，需要肌肉消耗能量以將鈣沖洗掉。
骨骼肌中的鈣離子泵可以保持鈣離子水平穩定。以前的研究表明，泵的活動也會影響骨骼肌在靜止時產生的熱量。
當您有足夠的骨骼肌覆蓋身體時，即使每根肌肉纖維中產生的少量熱量也會累積起來，從而使內部溫度在較冷的環境中保持恆定。再加上一些保溫措施，熱能可以發揮很大的作用。
研究人員觀察了哺乳動物和變溫動物的肌肉纖維，並比較了牠們在相同條件下的工作方式，發現牠們都以不同的方式抵抗鈣離子濃度增加的影響。
分析了甘蔗蟾蜍、老鼠和患有惡性高熱症的人的肌肉纖維中溶解的鈣，這種情況通常是由蘭諾定受體（ryanodine receptor）的突變引起的，這種突變使鈣通道更容易暴露於受到刺激時。
蘭諾定受體 (RyR) 是動物組織（如肌肉和神經元）中的細胞內鈣通道，鈣離子通過該通道流動。鈣離子泵以相反的方向工作，將鈣以另一種方式泵回，以恢復細胞內的平衡。
一種稱為 RyR1 的受體在哺乳動物的骨骼肌中表達，而變溫動物在其骨骼肌中表達兩種類型的受體，即 αRyR 和 βRyR。
這項研究的結果表明，在哺乳動物中，靜止的肌肉纖維周圍液體中鈣的突然增加會導致離子積聚在細胞內一個被膜包裹的隔室中，稱為肌質網，而不是迅速釋放。
通常，鈣離子流入肌肉細胞會觸發 RyR 通道將更多的鈣釋放到細胞質中，從而引發導致肌肉收縮。然而，哺乳動物似乎已經對肌肉細胞內鈣水平升高產生了一定的抵抗力。
這很重要，因為它允許鈣離子從肌質網中穩定洩漏，從而迫使鈣離子泵更加努力地工作，產生更多的熱量。
似乎失去一種形式的 RyR 有助於哺乳動物的肌肉對鈣離子觸發器不那麼敏感，除了新陳代謝外，鈣離子還支持它們的內熱。
該研究不僅為我們了解哺乳動物進化，而且為我們自身的健康了解增添了細節，為了解我們的肌肉如何燃燒能量奠定了重要基礎，即使我們只是放鬆一下，閱讀另一篇精彩的文章時。
更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網站https://tomorrowsci.com/
參考資料：
- Dyer,R., (2022,Dec 19). Our Muscles Evolved a Clever Way to Keep Us Warm, Even When They're Doing Nothing. ScienceAlert
- Singh, D. P., Pearce, L., Choi, R. H., Meizoso-Huesca, A., Wette, S. G., Scott, J. W., Lamboley, C. R., Murphy, R. M., & Launikonis, B. S. (2023). Evolutionary isolation of ryanodine receptor isoform 1 for muscle-based thermogenesis in mammals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(4), e2117503120. https://doi.org/doi:10.1073/pnas.2117503120
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/our-muscles-evolved-a-clever-way-to-keep-us-warm-even-when-theyre-doing-nothing（圖：Westend61/Getty Images）
