自然科普:趁冬眠悄悄生個(gè)孩子,然后驚艷所有熊?
來(lái)源:物種日歷
發(fā)布時(shí)間:2023-03-08
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昨天是驚蟄,傳統(tǒng)認(rèn)為,到了這個(gè)節(jié)氣,上天就會(huì)以打雷的方式驚醒蟄居動(dòng)物的冬眠。

“冬眠”,從字面意義上來(lái)說(shuō),是動(dòng)物們睡了一整個(gè)冬天(周一的社畜:好羨慕?。5珜?shí)際上,冬眠中的動(dòng)物并不是一直在睡覺(jué),有的甚至還會(huì)進(jìn)行一些“大活動(dòng)”——比如,熊可能會(huì)生個(gè)孩子。

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這種小熊仔,一般都誕生于熊媽媽冬眠時(shí)|Pixabay

冬眠:并不是睡覺(jué)

為了應(yīng)對(duì)冬季溫度低、食物少的不良條件,一些恒溫動(dòng)物演化出了“冬眠(Hybernation)”這一解決方法。

大多數(shù)動(dòng)物在冬眠時(shí),體溫降低至2~10度,代謝速率可以降低至平時(shí)的2%~4%,同時(shí)呼吸、心跳等活動(dòng)也降至極低水平。這可以大大減少它們維持正常生命活動(dòng)所需的能量,幫助它們渡過(guò)嚴(yán)寒的冬季。

哺乳動(dòng)物中,有至少8個(gè)類(lèi)群具有冬眠的能力,除了熊,大家熟知的還有土撥鼠、刺猬、倉(cāng)鼠等。

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有些人把倉(cāng)鼠的冬眠當(dāng)做是它們駕鶴西去,倉(cāng)鼠:不!我還有救?。黀ixabay

冬眠的這些特征,與我們的“睡眠”完全不同。而且在冬眠期間,動(dòng)物也不是一覺(jué)不醒,而是頻繁地蘇醒然后再入睡。蘇醒期間,它們的體溫會(huì)升高回正常水平,并用秋季儲(chǔ)存的食物充饑。

有些冬眠的動(dòng)物并不會(huì)提前儲(chǔ)存食物,例如熊,它們往往會(huì)在冬眠前大吃一頓,把過(guò)冬食物都轉(zhuǎn)化成身上的脂肪。冬眠的熊體溫只降低低3~5 ℃,雖然心跳和代謝速率也會(huì)降低,但它們保持清醒,甚至?xí)诙咂陂g生孩子——雖然這個(gè)孩子,已經(jīng)在熊媽媽肚子里“藏”了好久。

熊冬眠:順便生個(gè)娃

熊科動(dòng)物一般在5~8月的繁殖季節(jié)完成交配,但受精卵會(huì)始終停留在囊胚期;直到熊在11月到12月初開(kāi)始冬眠時(shí),胚胎才完成著床,此時(shí)真正的妊娠期才算開(kāi)始。

大約60天后,也就是1月末至2月初,熊媽媽開(kāi)始分娩生出小熊。之后寒風(fēng)料峭的冬季和早春,熊媽媽都需要在洞中給小熊哺乳,通常直到4月才出洞覓食。但最近幾年,由于氣候變暖,熊往往都會(huì)提早結(jié)束冬眠,熊媽媽可能3月就帶著幼崽出洞,這也讓它們的生活變得更難。

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一對(duì)北極熊母子|Itsmine

和其他陸生哺乳動(dòng)物不同,熊媽媽們在整個(gè)生殖活動(dòng)中完全沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)食。

不管是為體內(nèi)胎兒的發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng),還是為出生后的幼崽分泌乳汁、維持幼崽體溫,母親都需要付出大量的能量——但這些能量,全部來(lái)自熊媽媽的自身儲(chǔ)備。她們?cè)谇锛径咧皟?chǔ)存的大量脂肪,甚至一部分肌肉,都被用來(lái)提供繁殖所需的能量。

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生育不易|Pixabay

因此,度過(guò)冬眠和繁殖期的熊媽媽?zhuān)w重可能會(huì)減少四分之一。巨大的能量消耗也降低了熊的生育頻率,黑熊一般隔年繁殖,而棕熊則要隔2-4年才會(huì)再次生育小熊。

冬眠之外:休眠與蟄伏

恒溫動(dòng)物可以自主調(diào)節(jié)體溫,當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí),依然保證自身體溫的相對(duì)穩(wěn)定。但變溫動(dòng)物無(wú)法自主調(diào)節(jié)體溫,它們?cè)趺疵鎸?duì)寒冬呢?

當(dāng)冬季來(lái)臨,變溫動(dòng)物的體溫會(huì)隨著環(huán)境溫度而劇烈降低,從而進(jìn)入“休眠(Dormancy)”狀態(tài),也稱(chēng)為冬化(brumation)。

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木蛙(Rana sylvatica) | DDauri Daniel D'Auria / Wikimedia Commons

例如,北美洲的木蛙在冬季 -3 ~ -6 °C 的低溫下,身體完全凍結(jié),生命活動(dòng)基本暫停;等到春天來(lái)臨后,它們會(huì)逐漸融化蘇醒。通常,水在低溫下會(huì)結(jié)成冰晶,破壞細(xì)胞膜,導(dǎo)致細(xì)胞破裂死亡;但木蛙合成了大量葡萄糖和尿素,降低水的凝固點(diǎn)并阻止冰晶生長(zhǎng),保護(hù)細(xì)胞不被破壞。另外,它們還演化出了獨(dú)特的保護(hù)措施,應(yīng)對(duì)冷凍時(shí)血液無(wú)法流動(dòng)所帶來(lái)的缺氧。

巴西龜也有這種抵抗嚴(yán)寒的能力。它們會(huì)在水溫降至10℃時(shí)進(jìn)入休眠,心率和代謝速率都大幅度降低,這能幫助它們?nèi)淌茏畹?℃的低溫。

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黑頂山雀(Poecile atricapillus) | Alan D. Wilson / Wikimedia Commons

有的動(dòng)物也有休眠,但并不固定在某個(gè)特定,這種現(xiàn)象一般稱(chēng)為“蟄伏(torpor)”。例如一些鳥(niǎo)類(lèi),在低溫的夜晚不再主動(dòng)維持較高的體溫,而是降低體溫和代謝來(lái)節(jié)省能量。

一些分布在溫帶地區(qū)的留鳥(niǎo),也會(huì)以此節(jié)約冬季的能量?jī)?chǔ)備,減少脂肪的消耗。例如分布在北美洲的黑頂山雀,它們?cè)诙镜捏w溫比正常時(shí)低約12℃,代謝速率也隨之降低;北美小夜鷹在冬季夜晚的體溫可能從37℃以上降低至十幾度。

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北美小夜鷹(Caprimulgus tristigma) | Charles J. Sharp / Wikimedia Commons

我們將冬眠與人類(lèi)的睡覺(jué)作類(lèi)比,這個(gè)簡(jiǎn)化知識(shí)的過(guò)程無(wú)可非議,但也局限了我們的視野。其實(shí),哪怕是植物——深秋滿(mǎn)地的落葉,冬季光禿禿的枝杈,也是植物減少水分散失、在低溫下減緩代謝的策略,又何嘗不是一種“冬眠”呢?

面對(duì)嚴(yán)寒環(huán)境,不同的物種演化出了多樣的應(yīng)對(duì)機(jī)制,造就了自然界的多姿多彩。只有保護(hù)好這些和我們不一樣的生命,我們才有機(jī)會(huì)更深入地探索未知的生命奇跡。

參考文獻(xiàn)

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