对于“哺乳动物红细胞中细胞器的挤出使细胞体积最小化,从而增加了表面积与体积的比率,促进了气体交换效率的提高,并允许红细胞穿过小毛细血管”这其中的“细胞器的挤出能使细胞体积最小化”一观点,这并不是毫无根据,因为大部分拥有有核红细胞的动物的红细胞体积都要大于哺乳动物的无核红细胞,然而这只是基于这种普遍情况的推断。
虽然少数研究直接比较了鸟类和哺乳动物的红细胞大小,但所有这些研究都采用了传统的统计方法,没有考虑系统发育,因此这一观点可信度不高。
这篇论文作者采用小二乘法和系统发育广义最小二乘法比较了鸟类和哺乳动物的红细胞体积,并以体重为协变量。与之前的过去的研究结果类似,小二乘法显示鸟类的平均红细胞体积高于哺乳动物(F1371=561.799,P<0.01),然而,当他根据系统发育进行校正后,鸟类和哺乳动物的平均红细胞大小的显著差异就消失了(F1371=0.390,P= 0.532)(下图中的图C和图D)
这表明鸟类的红细胞确实比哺乳动物大,但这种差异很大程度上是由于系统发育造成的
那么,既然一般而言鸟类红细胞确实比哺乳动物大,那是否意味着哺乳动物红细胞气体交换及其气体扩散速度强于拥有更大红细胞的鸟类?🙅不,鸟类红细胞表现出一系列形态和生理适应性,可实现较高的气体交换效率。1.与哺乳动物的运动肌相比,鸟类的飞行肌中毛细血管表面积与肌纤维表面积的比率更高。同样,与哺乳动物相比,鸟类的心脏和大脑的毛细血管密度也更高。除此以外,与哺乳动物相比鸟类的血气屏障也更薄且更均匀,这反过来可能导致更快的 O2吸收和卸载。因此,尽管鸟类的红细胞较大,但其在各种组织中的 O2扩散动力学可能高于哺乳动物。尽管哺乳动物可能进化出较小的红细胞来最大限度地提高 O 2 的吸收和卸载动力学,但鸟类进化出了不同的机制来实现相同的进化结果。
“小红细胞更容易穿过小毛细血管”这一观点也是有问题的,因为在一些论文中,鸟类有核红细胞表现出了更容易形变的特性(如Snyder GK, Sheafor BA.红细胞:脊椎动物循环系统进化的核心。AmZool39:189–198,1999年。doi:10.1093/icb/39.2.189)
综上所述,这一说法无法解释鸟类为何以及如何在红细胞中保留细胞器,同时保持有效的 O 2吸收和卸载动力学和在小毛细血管有效移动的特性
