寒冷的冬天已經(jīng)來臨了,又到了動(dòng)物冬眠的季節(jié)了,那動(dòng)物為什么要冬眠,而人不需要呢?
冬眠是動(dòng)物應(yīng)對(duì)寒冷季節(jié)的一種操作,這期間個(gè)體活動(dòng)減少或停止,同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間禁食,所以冬眠期間動(dòng)物會(huì)總體降低新陳代謝,而如何降低新陳代謝呢?一條路線是降低心率等方式,另一條路線就是降低體溫,這樣就可以總體降低新陳代謝。那動(dòng)物冬眠的時(shí)候會(huì)消耗自身的能量嗎?
01 冬眠會(huì)消耗自身的能量嗎?
動(dòng)物冬眠會(huì)消耗自身的能量嗎?答案是肯定的。只要是生物活體,就必然會(huì)消耗能量,哪怕是冬眠也一樣,冬眠只是讓新陳代謝降低了,而不是停下來了,而只要新陳代謝,必然會(huì)消耗能量。
甚至事實(shí)上,哪怕是我們?cè)跇O低溫度下凍存細(xì)胞,比如-80℃凍存,也沒辦法徹底讓新陳代謝停下來,依然在進(jìn)行微弱的新陳代謝。也有人認(rèn)為,哪怕是在目前人類極端冷凍的-196℃的液氮,這個(gè)過程也依然極其微弱的進(jìn)行中。
所以,能量消耗是必然的。當(dāng)然,冬眠過程,動(dòng)物會(huì)總體降低心率。
02 冬眠體溫會(huì)不會(huì)變低?
動(dòng)物冬眠期間體溫會(huì)變低嗎?體溫會(huì)降,但是降幅要看情形。因?yàn)槲覀兛梢詤⒖嫉牟欢唷?/p>
對(duì)于變溫動(dòng)物來說,冬眠體溫會(huì)下降這是大家知道的。但是對(duì)于恒溫動(dòng)物來說就不好說了,因?yàn)槟軌蚨叩暮銣貏?dòng)物本身就很少。常見的包括棕熊、蝙蝠、刺猬、極地松鼠等,這些本身是哺乳動(dòng)物。
棕熊在冬眠時(shí)候體溫會(huì)略微下降,有人認(rèn)為是下降1-9℃范圍。
蝙蝠也可以冬眠,它們?cè)诙叩臅r(shí)候體溫在6-30℃,不過值得一提的是,蝙蝠雖然是恒溫動(dòng)物,但是他們本身體溫一直變化較大。
刺猬冬眠時(shí)候會(huì)從平時(shí)35°C體溫降到7.5°C左右。
這些無論如何都是在0℃上以防止體液結(jié)冰。比較讓人意外的是極地松鼠,看名字就知道它是生活在北極圈。
這東西冬眠時(shí)候竟然可以讓體溫降到0℃以下,達(dá)到-3℃,這是極其罕見的。
當(dāng)年科學(xué)家通過溫度敏感型放射性傳感器植入辦法記錄到極地松鼠的腹部體溫低到了-2.9℃。
要知道在我們常識(shí)里,水低于0℃都結(jié)冰了,可是極地松鼠核心體溫竟然能低于0℃,簡(jiǎn)直是驚呆了,所以當(dāng)年這個(gè)研究直接發(fā)到了Science上。
當(dāng)然,并不是每個(gè)部位都是低于0℃,如下圖所示是它不同部位的體溫,可以看出不少地方還是高于0℃的。
而為了實(shí)現(xiàn)這種超低溫冬眠,極地松鼠能夠讓自己的呼吸頻率達(dá)到每分鐘一次,而且冬眠時(shí)間也是很漫長(zhǎng),達(dá)到8個(gè)月。
值得一提的是,科學(xué)家還研究了它的血液,試圖尋找它們抗凍機(jī)制,但是沒有在血液里發(fā)現(xiàn)抗凍劑成分的存在。
綜上所述,動(dòng)物冬眠是一種生物學(xué)現(xiàn)象,是動(dòng)物對(duì)冬季外界不良環(huán)境條件(如食物缺少、寒冷)的一種適應(yīng)。