很多動(dòng)物都有冬眠這種習(xí)性,冬眠可以幫助動(dòng)物更安全的度過冬天,而且冬天食物來源減少,冬眠是一種很好的降低能耗的方式,但僅僅是因?yàn)槭澄锏脑騽?dòng)物才會(huì)選擇冬眠嗎?動(dòng)物為什么冬眠,冬眠的原因有哪些?有哪些動(dòng)物會(huì)冬眠?以上問題知秀網(wǎng)小編將在下文為大家一一揭曉。
動(dòng)物為什么會(huì)冬眠?
冬眠是一些不耐寒動(dòng)物度過不利季節(jié)的一種習(xí)性。許多動(dòng)物都會(huì)冬眠,每年的霜降前后,氣溫逐漸降低,池塘里的蛙鳴消失了,刺猬、倉(cāng)鼠等也進(jìn)入了洞穴開始了它們的長(zhǎng)睡。進(jìn)入冬眠的動(dòng)物在體溫、呼吸以及心率等方面都要發(fā)生改變,新陳代謝會(huì)降到最低。
而且熱血?jiǎng)游锖屠溲獎(jiǎng)游锏亩哌€不同,在冬眠的時(shí)候,冷血?jiǎng)游矬w溫的升降是一種被動(dòng)的形式,完全由外部的環(huán)境來決定。而熱血?jiǎng)游飫t不同,它們是有目的地對(duì)體溫加以控制,調(diào)節(jié)到冬眠時(shí)的最佳溫度后才開始冬眠。而當(dāng)它們蘇醒的時(shí)候,制造熱量的器官會(huì)充分地調(diào)動(dòng)起來,在幾小時(shí)內(nèi)把溫度恢復(fù)到原來的水平。
研究人員經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),刺猬在冬眠的時(shí)候會(huì)把身體蜷縮起來,不吃不喝。呼吸變得極其微弱,心跳緩慢,每分鐘只跳10?20次,一只清醒的刺猬放到水里幾分鐘就會(huì)淹死,而冬眠的刺猬半小時(shí)也淹不死。黃鼠在冬眠的130多天中總共放出的熱量才29焦耳,而在冬眠過后的13天中卻放出2420焦耳的熱量。動(dòng)物在冬眠的時(shí)候,白血球還會(huì)大大地減少。通過對(duì)土撥鼠的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),平時(shí)土撥鼠1立方毫米的血液中含有的白血球數(shù)是12180個(gè),而冬眠時(shí)平均只有5950個(gè)。
科學(xué)家們對(duì)動(dòng)物冬眠時(shí)發(fā)生的制造熱量、補(bǔ)償體溫消耗和保持恒溫的高級(jí)的復(fù)雜的生理現(xiàn)象非常感興趣,作了許多的研究,但迄今為止,有關(guān)動(dòng)物冬眠誘因和生理機(jī)制還是眾說紛紜,莫衷一是。
有的科學(xué)家認(rèn)為,外界的刺激是導(dǎo)致動(dòng)物冬眠的原因。外界的刺激主要有溫度下降和食物不足兩個(gè)方面。有人對(duì)蜜蜂作過這樣的實(shí)驗(yàn),當(dāng)氣溫在7℃?9℃的時(shí)候,蜜蜂的翅膀和足就停止了活動(dòng),但輕輕的觸動(dòng)還是能微微抖動(dòng)的,當(dāng)氣溫降到4℃?6℃的時(shí)候,就完全進(jìn)入了麻痹的狀態(tài),如果再降低溫度,就會(huì)進(jìn)入更深的睡眠狀態(tài)。由此可見,動(dòng)物的冬眠和溫度的關(guān)系密切。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),籠養(yǎng)的小囊鼠在供食充足的情況下,冬季的時(shí)候不會(huì)進(jìn)入冬眠的狀態(tài)。
但是有人提出,人工降溫并不能保證所有的冬眠動(dòng)物都能進(jìn)入冬眠的狀態(tài);不少冬眠動(dòng)物在進(jìn)入冬季的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)地停止進(jìn)食或拒絕進(jìn)食,并不是由于食物不足的原因。以此來反對(duì)上述的觀點(diǎn)。
還有的科學(xué)家提出了生物鐘學(xué)說,認(rèn)為是生物的節(jié)律控制了每年冬眠動(dòng)物的代謝變化,恒溫動(dòng)物的冬眠變溫現(xiàn)象是進(jìn)化生態(tài)的一種次生性的退化,是和動(dòng)物遷徙和冬季儲(chǔ)藏食物相似的一種生態(tài)的適應(yīng),是在進(jìn)化中已固定下來的一種生物節(jié)律。但是這種學(xué)說缺少事實(shí)性的根據(jù)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在冬眠動(dòng)物的體內(nèi)存在一種誘發(fā)冬眠的物質(zhì)。在對(duì)黃鼠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家在人工條件下冬眠的黃鼠身上抽取出血液,然后注射到活蹦亂跳的生活在夏季的黃鼠體內(nèi),這些黃鼠很快進(jìn)入了冬眠狀態(tài)。目前在冬眠動(dòng)物的血液中還有3種顆粒無法鑒定。
與正常的黃鼠相比,冬眠黃鼠的血液紅細(xì)胞較結(jié)實(shí),不容易分解,一種還呈褶皺狀。而且進(jìn)入冬眠時(shí)間長(zhǎng)的動(dòng)物的血液比剛進(jìn)入冬眠的動(dòng)物的血液誘發(fā)冬眠的作用更強(qiáng)烈。誘發(fā)動(dòng)物冬眠的物質(zhì)存在于血清中。我們知道,通常不同動(dòng)物之間會(huì)發(fā)生物質(zhì)的排異反應(yīng),但令人奇怪的是,將正在冬眠的旱獺的血清注射到清醒的黃鼠的體內(nèi),黃鼠不僅不會(huì)發(fā)生排異的反應(yīng),反而會(huì)呼呼大睡。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),在冬眠動(dòng)物的體內(nèi)不僅存在誘發(fā)冬眠的物質(zhì),還存在和冬眠物質(zhì)相對(duì)抗的另一種物質(zhì)。這種物質(zhì)可以維持動(dòng)物的正常的活動(dòng)和清醒的狀態(tài),它和冬眠物質(zhì)相結(jié)合形成復(fù)合體,當(dāng)冬眠物質(zhì)超過抗冬眠物質(zhì)的時(shí)候,動(dòng)物才會(huì)冬眠。
蛙或蟾蜍在冬季到來之前便紛紛尋覓冬眠的地點(diǎn),或干草窩,或濕洼泥地,當(dāng)氣溫降到7~8℃時(shí),大多爬行動(dòng)物便開始進(jìn)入冬眠狀態(tài),并且體溫會(huì)隨氣溫的變化而發(fā)生變化。在第二年春天到來之前,它們基本上一動(dòng)不動(dòng)。
由此看來,動(dòng)物何時(shí)開始冬眠,不僅取決于誘發(fā)的物質(zhì),還取決于誘發(fā)物質(zhì)和抗誘發(fā)物質(zhì)的比例??茖W(xué)家推斷:冬眠動(dòng)物可能全年都在“制造”誘發(fā)物質(zhì),而抗誘發(fā)物質(zhì)是在進(jìn)入冬眠之后才產(chǎn)生的。該物質(zhì)產(chǎn)生之后就會(huì)不斷地上升,直到春天開始的時(shí)候才會(huì)開始下降。當(dāng)它在血清中的濃度高于誘發(fā)物質(zhì)的濃度時(shí),動(dòng)物就會(huì)從冬眠的狀態(tài)蘇醒過來。但是,對(duì)于冬眠誘發(fā)物質(zhì)和抗冬眠物質(zhì)到底的性質(zhì)如何,為什么會(huì)引起動(dòng)物生理發(fā)生這么大的變化,科學(xué)家們還是不了解。
1983年,科學(xué)家從松鼠的腦中提取到了一種抗代謝的激素。把這種激素注射到?jīng)]有冬眠習(xí)慣的小鼠的體內(nèi),發(fā)現(xiàn)小鼠的代謝率會(huì)明顯地降低,體溫也會(huì)降低到10℃左右,看來激素可能也是誘發(fā)動(dòng)物冬眠的一個(gè)因素。最近,又有科學(xué)家想從細(xì)胞膜的角度來探討動(dòng)物冬眠的機(jī)理。但是細(xì)胞膜的變化和神經(jīng)傳導(dǎo)是如何聯(lián)系,對(duì)于動(dòng)物的冬眠是否具有關(guān)鍵性的作用還有待于研究。
到現(xiàn)在為止,人們還沒有完全地揭開動(dòng)物冬眠的秘密??茖W(xué)家們還在繼續(xù)探索。我們相信,謎底終究會(huì)有揭開的一天。刺猬在冬眠的過程中,通常躲在用樹葉或干草做的窩里,并且將身體蜷縮起來,不吃不喝,心跳速率減慢,不過在天氣稍暖的日子里,它們也可以醒來,到外面覓些食物,以提供消耗的熱量。
有哪些動(dòng)物會(huì)冬眠?
地球上可控制自己體溫的動(dòng)物,稱為恒溫動(dòng)物??梢颦h(huán)境溫度改變而調(diào)節(jié)體溫的動(dòng)物,稱為變溫性動(dòng)物,這些變溫動(dòng)物在冬天寒冷時(shí),體溫隨著下降,而活動(dòng)也跟著停止,此時(shí)體內(nèi)對(duì)能量的消耗也隨著減少,如此在不吃食物的狀態(tài)下也能維持生命。
"冬眠"的種類分為3種,第一種為蛇及蛙等兩棲爬蟲類的冬眠,其體溫與周圍環(huán)境配合,如環(huán)境溫度下降則體溫跟著下降而進(jìn)入冬眠狀態(tài),己無法進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第二種為松鼠等動(dòng)物其體溫于平時(shí)保持恒溫性,在進(jìn)行冬眠時(shí),可將自己體溫下降到接近環(huán)境周圍之溫度,但為了避免體液在0℃以下結(jié)凍,其體溫維持在5℃上下。
第三種為熊類,熊在冬眠時(shí)其體溫只下降幾度,但能長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)食而呈睡眠狀態(tài),在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆诸愊聭?yīng)該是近于睡眠和冬眠之間。冬眠的哺乳類動(dòng)物與人類身體構(gòu)造上一定有什么不一樣嗎?答案是否定的。兩者器官和組織沒有差異性,只不過是冬眠的哺乳動(dòng)物能夠利用特殊因子來控制神經(jīng)荷爾蒙系統(tǒng)調(diào)節(jié)器官的代謝狀態(tài),如果能找到這種控制的遺傳因子,將來人類或其他動(dòng)物進(jìn)行冬眠也不無可能性。
在天氣溫暖的地區(qū),動(dòng)物的冬眠時(shí)間應(yīng)該很短暫,尤其是動(dòng)物園內(nèi)屬于可冬眠性的動(dòng)物在保溫及避寒的設(shè)施下于冬天還是能活動(dòng)自如的。故而,歸納起來,哺乳綱的冬眠動(dòng)物有嚙齒目的極地松鼠、栗鼠、歐洲睡鼠、金倉(cāng)鼠,食肉目的熊,翼手目的蝙蝠,猬形目的刺猬,非哺乳的冬眠動(dòng)物有兩棲綱的青蛙和爬行綱的蛇和烏龜,冬天也找不到節(jié)肢動(dòng)物門中的如蝎子一類的物種。
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