為什么動物要冬眠?

為什么動物要冬眠?

為什么動物要冬眠?

冬眠,是變溫動物避開食物匱乏的寒冷冬天的一個“法寶”。

  你看,冬天一到,刺猬就縮進泥洞里,蜷著身子,不食不動,它幾乎不怎么呼吸,心跳也慢得出奇,每分鐘只跳10~20次。如果把它浸到水里,半小時也死不了,可是當(dāng)一只醒著的刺猬浸在水里2~3分鐘后,就會被淹死,這是為什么呢?

  原來,冬眠時,動物的神經(jīng)已經(jīng)進入麻痹狀態(tài)。有人曾用蜜蜂進行試驗,當(dāng)氣溫在7~9℃時,蜜蜂翅和足就停止了活動,但輕輕觸動它時,它的翅和足還能微微抖動;當(dāng)氣溫下降到4~6℃時,再觸動它卻沒有絲毫反應(yīng),顯然它已進入了深沉的麻痹狀態(tài);當(dāng)氣溫下降到0.5℃時,它則進入更深沉的睡眠狀態(tài)。由此可見,冬眠時神經(jīng)的麻痹深度是與溫度有密切關(guān)系。

  另外,冬眠時,動物體溫顯著下降。據(jù)研究,黃鼠在130個晝夜的冬眠時間中,共放出70卡熱量,但冬眠過后的13.7個晝夜中,就能放出579卡熱量。一般來說,動物在冬眠過程中,每晝夜只能放出0.5卡熱量,但在它蘇醒后,興奮的時候,每晝夜則能放出42卡熱量。由此可見,冬眠動物體溫下降時,機體內(nèi)的新陳代謝作用變得非常緩慢,所以僅僅能維持它的生命。

  動物皮下脂肪,一方面可以保持體溫,更重要的是供給冬眠時體內(nèi)的消耗。一般動物在冬眠前的體重,都比平時增加1~2倍,冬眠之后,體重就逐漸減輕。如冬眠163天的土撥鼠體重減輕35%;冬眠162天的蝙蝠體重可以減少33.5%。

  動物在冬眠時,血細(xì)胞還會大大減少。平時,1立方毫米土撥鼠血液中,會有12180個白細(xì)胞,但冬眠時平均只有5950個,然而,讓人奇怪的是,盡管體內(nèi)“衛(wèi)士”──白細(xì)胞大大減少,但冬眠動物卻從來沒有發(fā)現(xiàn)生病的。

  那么,為什么每年到一定的時候,動物就會進入冬眠呢?

  為此,科學(xué)家進行過長期的探索。

  夏天,科學(xué)家從人工條件下進行冬眠的黃鼠身上抽出血液,注射到活蹦亂跳的黃鼠靜脈里,結(jié)果,它像被麻醉一樣,很快進入昏睡的冬眠狀態(tài)。

  看來,在冬眠動物的血液中,可能含有一種能誘發(fā)冬眠的物質(zhì)。實驗還表明,冬眠時間越長的動物,其血液誘發(fā)冬眠的作用越強烈。

  那么,這種誘發(fā)冬眠物質(zhì)是什么呢?

  據(jù)研究,這是一種存在于血清中的顆粒狀物質(zhì),有時這種物質(zhì)也會粘附到紅細(xì)胞,因而使紅細(xì)胞也有了誘發(fā)冬眠的作用。

  奇怪的是,在正常情況下,動物對外來物質(zhì)總是排斥的,但冬眠中的動物例外??茖W(xué)家抽出冬眠旱獺的血清,注射到黃鼠的血液中,黃鼠不但不產(chǎn)生排斥反應(yīng),反而呼呼入睡,進入冬眠了。

  科學(xué)家的不斷探索又帶來了新的信息,在動物的血液中,還存在著另一種與冬眠物質(zhì)相對抗的物質(zhì)。這種物質(zhì)在血液中達(dá)到一定量時,就使冬眠的動物蘇醒過來。

  這樣看來,動物何時開始冬眠,不僅取決于誘發(fā)物質(zhì),而且也取決于誘發(fā)物質(zhì)和抗誘發(fā)物質(zhì)比例的變化??茖W(xué)家判斷冬眠的動物可能一年到頭都在“制造”誘發(fā)物質(zhì)??拐T發(fā)物質(zhì)可能是在進入冬眠后開始產(chǎn)生的,并且其產(chǎn)量是沿直線上升,直到春暖花開才逐漸減少。當(dāng)抗誘發(fā)物質(zhì)在血液中的濃度足以控制誘發(fā)物質(zhì)的時候,動物才能從冬眠中蘇醒過來。

  至今,人們?nèi)匀晃赐耆议_動物冬眠的奧秘,探索還在進行,科學(xué)家認(rèn)識到,研究動物冬眠不僅妙趣橫生,而且在航天與醫(yī)學(xué)上有重大實用價值。