许多动物都有冬眠的习惯。冬眠可以帮助动物更安全地度过冬天,减少食物来源。冬眠是降低能耗的好方法,但动物会选择冬眠只是食物的原因吗?为什么动物冬眠?冬眠的原因是什么?哪些动物会冬眠?以上问题将在下面逐一公布。
为什么动物会冬眠?
冬眠是一些不耐寒的动物度过不利季节的习惯。许多动物会冬眠。每年霜冻前后,温度逐渐下降,池塘里的青蛙消失了。刺猬和仓鼠也进入洞穴,开始他们的长睡。冬眠动物应改变体温、呼吸和心率,最大限度地减少新陈代谢。
此外,热血动物和冷血动物的冬眠也不同。在冬眠期间,冷血动物体温的升降是一种被动的形式,完全由外部环境决定。热血动物是不同的。它们有目的地控制体温,并在冬眠开始前调整到最佳温度。当他们醒来时,制造热量的器官会充分调动,并在几小时内将温度恢复到原来的水平。
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研究人员发现,刺猬在冬眠时会蜷缩起来,不吃不喝。呼吸变得极其微弱,心跳缓慢,每分钟只跳10次〜20次,一只清醒的刺猬在水中淹死几分钟,而冬眠的刺猬半小时也淹死不了。冬眠后130天,黄鼠释放的热量只有29焦耳,而冬眠后13天,黄鼠释放的热量只有2420焦耳。冬眠时,动物的白血球会大大降低。通过对土拨鼠的实验发现,土拨鼠1立方毫米的血液中含有12180个白细胞,而冬眠时平均只有5950个白细胞。
科学家们对制造热量、补偿体温消耗和保持恒温的先进而复杂的生理现象非常感兴趣,并做了大量的研究,但到目前为止,对动物冬眠的原因和生理机制仍有不同的看法。
一些科学家认为,外界刺激是动物冬眠的原因。外界刺激主要包括温度下降和食物不足。当温度在7℃时,有人对蜜蜂进行了这样的实验〜当温度降到4℃时,蜜蜂的翅膀和脚停止活动,但轻轻触摸可以轻微抖动。〜在6℃时,完全进入瘫痪状态,如果温度再次降低,就会进入更深的睡眠状态。由此可见,动物的冬眠与温度密切相关。实验还发现,笼养的小囊鼠在冬季不会进入冬眠状态,因为它们供应充足。
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然而,有人建议人工降温并不能保证所有冬眠动物都能进入冬眠状态;许多冬眠动物在进入冬季时会自动停止或拒绝进食,而不是因为食物不足。以反对上述观点。
一些科学家提出了生物钟理论,认为生物节律控制每年冬眠动物的代谢变化,恒温动物冬眠温度现象是进化生态的次生退化,类似于动物迁徙和冬季储存食物的生态适应,是固定在进化中的生物节律。但这一理论缺乏事实依据。
科学家们发现冬眠动物体内有一种诱发冬眠的物质。在对黄鼠的实验中,科学家从人工条件下冬眠的黄鼠身上提取血液,然后注射到夏季生活的黄鼠身上。这些黄鼠很快就进入了冬眠状态。目前,冬眠动物的血液中仍有三种颗粒无法识别。
与正常黄鼠相比,冬眠黄鼠的血红细胞较强,不易分解,一种仍呈褶皱状。而且长期进入冬眠的动物的血液比刚进入冬眠的动物的血液更有效。血清中存在诱发动物冬眠的物质。我们知道,物质的排斥反应通常发生在不同的动物之间,但奇怪的是,冬眠旱獭的血清注射到清醒的黄鼠身上,黄鼠不仅不会发生排斥反应,而且会睡觉。
科学家还发现,冬眠动物中不仅有诱发冬眠的物质,还有另一种对抗冬眠的物质。这种物质可以维持动物的正常活动和清醒状态。它与冬眠物质结合形成复合体。当冬眠物质超过抗冬眠物质时,动物就会冬眠。
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青蛙或蟾蜍在冬天到来之前寻找冬眠的地方,或干草窝,或湿洼泥地,当温度下降到7~8℃时,大多数爬行动物开始冬眠,体温会随着温度的变化而变化。在第二年春天到来之前,它们基本上一动不动。
从这个角度来看,动物什么时候开始冬眠,不仅取决于诱发物质,还取决于诱发物质和抗诱发物质的比例。科学家推断,冬眠动物可能全年都在“制造”诱发物质,而抗诱发物质是在进入冬眠后产生的。物质产生后会继续上升,直到春天开始。当血清中的浓度高于诱发物质的浓度时,动物就会从冬眠中醒来。然而,科学家们仍然不知道冬眠诱发物质和抗冬眠物质的性质,以及为什么它们会导致如此大的动物生理变化。
1983年,科学家从松鼠脑中提取了一种抗代谢激素。将这种激素注射到没有冬眠习惯的老鼠身上,发现老鼠的新陈代谢率会显著降低,体温也会降低到10℃左右。似乎激素也可能是诱发动物冬眠的因素。最近,一些科学家想从细胞膜的角度探讨动物冬眠的机制。然而,如何将细胞膜的变化与神经传导联系起来,是否对动物的冬眠起着关键作用还有待研究。
到目前为止,人们还没有完全揭开动物冬眠的秘密。科学家们还在继续探索。我们相信,答案终究会揭开。在冬眠过程中,刺猬通常躲在树叶或干草做成的巢里,蜷缩着身体,不吃不喝,心跳减慢。然而,在温暖的天气里,他们也可以醒来,在外面寻找食物来提供热量消耗。
冬眠的动物有哪些?
地球上可以控制体温的动物被称为恒温动物。能因环境温度变化而调节体温的动物被称为变温动物。当冬天寒冷时,这些变温动物的体温下降,活动停止。此时,身体的能量消耗也减少了,因此它们可以在不吃食物的情况下维持生命。
冬眠有三种类型。第一种是蛇和青蛙等两栖爬虫的冬眠。它的体温与周围环境相匹配。如果环境温度下降,体温下降,进入冬眠状态,无法调节。
第二种是松鼠和其他动物的体温比平时保持恒温。冬眠时,他们可以将体温降低到接近环境的温度,但为了避免体液在0℃以下结冰,体温保持在5℃以上。
第三种是熊。熊的体温在冬眠时只下降了几度,但它们可以长时间睡觉而不吃东西。在严格的分类下,它们应该接近睡眠和冬眠。冬眠哺乳动物和人体结构有什么区别吗?答案是否定的。两者的器官和组织没有区别,但冬眠哺乳动物可以利用特殊因素控制神经激素系统来调节器官的代谢状态。如果能找到这种控制的遗传因素,人类或其他动物将来也不可能冬眠。
在天气温暖的地区,动物的冬眠时间应该很短,尤其是在冬季,在保温避寒的设施下,动物园的冬眠动物仍然可以自由移动。因此,综上所述,哺乳动物有啮齿动物极地松鼠、栗鼠、欧洲睡鼠、金仓鼠、食肉熊、翼目蝙蝠、刺猬、非哺乳动物有两栖青蛙和爬行蛇和乌龟,冬季节肢动物门如蝎子。
为什么动物冬眠?动物冬眠的原因是什么?