大科技大科技将及时为广大读者推介《大科技*科学之谜》精彩内容。篇原创内容 让无脊椎动物在实验室锻炼，对人类的健康有着莫大的好处。
跑，跑，跑!在健身房里，一群运动员正在接受体能训练。每一轮，他们都要从一道平滑的壁下方，垂直向上冲刺，等爬到顶上，还没歇口气，机器一个倒转，他们再次滚到底部，不得不开始新一轮的冲刺，如此反复，一小时又一小时，既没水喝，也没有能量补充。但他们得到的回报是：更强壮的心脏，更大的耐力，更旺盛的新陈代谢。
如果他们是人类的运动员，这一幕倒不新鲜。告诉你吧，这是一群果蝇，就是经常绕着你家水果盘飞的那些家伙;而“健身房”，也只是塑料瓶而已;教练则是科学家。
科学家在异想天开地闹着玩吗?不。不仅仅是为了好玩，他们的目的是研究运动是如何影响人类健康和衰老的。
果蝇替代人类志愿者
既然研究的是运动对人类的影响，干嘛去折磨果蝇呢?这不是板子打错屁股吗?
科学家这样做，自有他们的道理。首先，影响人类健康的因素很多，包括饮食、生活习惯等。我们现在要看的是单独运动对健康的长期影响。科学家固然可以招募人类志愿者，实验时也可以严格控制各项条件，但实验完了，志愿者回到家中，要控制他们可就难啰。于是运动的影响很容易跟其他因素的影响搅合在一起，辨别不出来。
其次，人类的寿命很长，单单几次实验室的高强度训练，其效果都被漫长的寿命“稀释”了，很难看出其长期的影响。
果蝇之所以能替代人类志愿者，首先是因为果蝇与我们有着共同的进化史，其生物学特性与人类有很多共同点，比如活动起来会更健康。其次，与果蝇合作的好处是：它们好控制，饲养起来便宜，繁殖迅速;它们寿命短，只有6周左右，几次高强度训练就能对其一生的健康产生显著影响;果蝇又是一个多世纪以来遗传学家深入研究的对象，我们对它的身体已积累了丰富的知识，它的全套基因组已经被破译，而且科学家也已经开发出了一系列研究果蝇的工具。
果蝇上“健身房”
接下来的一个问题是，如何训练果蝇?你总不能对果蝇下命令：“喂!你给我来20下引体向上!”
这就需要利用果蝇的生活习性。果蝇的一个习性是，在封闭的瓶子里，它们总喜欢往高处爬。实验室里，科学家利用这一点，把它装进一个塑料瓶，瓶口塞一团棉絮。待它爬到顶，轻敲一下，它又掉回瓶底，然后一切重新开始。继续敲，继续掉，你就相当于给它做耐力训练，
实验伊始，科学家是这么做的，后来累了——不是果蝇累了，是科学家自己累了。于是他们建造了一个小机器，当果蝇爬上瓶子最高处时，瓶子可以自动倒过来。一台机器可以同时操作数百个瓶子。一座动力塔诞生了。
线虫透明的身体可以让我们直接观察运动的各项生理反应
现在，有了4座动力塔，科学家可以让数千只果蝇同时进行高强度耐力训练。每天的训练时间从1.5小时逐渐增加到2.5小时。这个强度，相当于一个人每周快跑5-10个小时。等训练周期结束，对它们进行体能、反应敏捷度的测试。
他们的第一个发现是，雄果蝇比雌果蝇似乎从训练中得到更多的好处。研究人员意识到，这可能有助于解开人类运动的一个谜团：为什么同样的锻炼，有些人的效果好于其他人。
回答这个问题的一个重要线索是：一种叫“章鱼胺”的神经递质，在运动中雄性果蝇比雌性果蝇产生得多。科学家发现，即使果蝇久坐不动，人为增加其体内的章鱼胺水平，也可以给它们新陈代谢方面带来好处，就像运动所产生的效果一样。人身上也有一种类似章鱼胺的分子，叫做“去甲肾上腺素”。研究人员刚刚完成了一项初步研究，利用虚拟现实中的运动，去愚弄人类中久坐不动者的大脑，使其产生去甲肾上腺素。结果，一些人还真像锻炼了一样。这样看来，章鱼胺还有助于解释运动的另一个谜团：锻炼为什么可以给除肌肉以外的其他组织和器官带来好处。
正像人类中的运动员一样，在训练中，有些果蝇很活跃，连续2小时总是在跑，从不感到疲倦，而另一些果蝇却跑上10分钟就不想动了。为了找出个体差异的由来，研究人员检查了个不同品系的果蝇基因组。他们在多个基因中发现了与运动倾向有关的变异。科学家希望这些发现对人类了解自身有所裨益。
线虫进“游泳馆”
果蝇不是唯一被科学家强迫接受体能训练的无脊椎动物。它还有一个同伴——线虫。
像果蝇一样，线虫也是在实验室被科学家玩透了的小动物。对于这项研究，它还有两个额外的好处：一、线虫透明的身体让科学家能够及时看到运动后的生理反应;二、它的寿命只有三周(大约是果蝇寿命的一半)，所以更容易看出运动对它一生的影响。
不过，线虫没有脚，不能跑步，科学家为它拟定了另一项目——游泳。他们的做法很简单，直接将线虫扔进水箱，让其游泳。他们发现，那些刚出生不久即每天游泳两到三次，每次持续90分钟以上的线虫，待到它们长大后，身体看起来得到显著的好处，包括爬得更快，肌肉更有力。随着年龄的增长，它们的肠道也保持着健康，小脑袋也更灵敏，学习能力更强。
研究人员通过基因工程改造，使某些线虫携带有与人类神经退行性疾病(如老年痴呆症)相关的基因。他们发现，这些线虫如果进行锻炼，其神经元会更长久地保持健康。这与锻炼有助于降低患老年痴呆症的风险的结论是相吻合的。
另一个在人类身上已得到印证的有趣发现是，线虫在年轻时多运动，即使后来停止了锻炼，但到了中年，这些好处依然能够保持。这背后的生物学机制还不太清楚。一种观点是，早期适度的锻炼会增强免疫力。
到目前为止，科学家对果蝇和线虫的研究主要集中在运动对新陈代谢的影响方面，未来他们还打算把研究扩展到肌肉锻炼和减肥方面。比如，让线虫边爬边推微小重物，或者让它们爬过凝胶的“沼泽”，来测试它们的肌肉的强壮程度。还有，将微小的金属砝码粘在果蝇背上，测试它们的负载能力，等等。考虑到这项研究的独创性和巨大潜力，我们相信，未来还会有更多的虫子进“健身房”或者“游泳馆”。
