極地松鼠 超酷的!

文/林心雅(Hsin-ya Lin) |2014.10.26
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入秋了,葉子都轉紅了,我也準備要冬眠,好好睡上七個月。 圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅
入秋了,葉子都轉紅了,我也準備要冬眠,好好睡上七個月。 圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅
圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅 雖然我看起來胖胖的,但要轉身90度卻輕而易舉,一點問題都沒有。
圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅 你可以更靠近一點!我有白眼眶,小耳朵,小尾巴,身體的毛色和苔原相近,是保護色。
圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅 泥濘上極地松鼠的小腳印,印證「凡走過必留下足跡」。

文/林心雅(Hsin-ya Lin) 圖/李文堯 (Wen-yao Li)& 林心雅

一隻全身毛茸茸的極地松鼠(Arctic ground squirrel)站在路邊草叢旁,像盡忠職守的小小衛兵,伸長脖子,警戒地察看四周。牠的毛色和四周土石相近,一動不動地,乍看之下,還以為是一塊豎直的橢圓形石頭。

狡鼠多窟掩人目

我們稍接近,牠頭抬得更高。再多走近幾步,牠察覺無法騙人耳目,發出唧唧的尖銳警告聲,一溜煙似地躲進地洞裡。不一會兒,悄悄從另一洞口探頭。被我們發現,牠倏地轉身不見,少頃,又偷偷從第三個洞冒出頭來。這才發現,這機靈的極地松鼠原來也懂得「狡兔三窟」策略。

極地松鼠在阿拉斯加苔原,是最常見到的小型哺乳動物,也是食物鏈中很重要的一員,學名Spermophilus parryii,體重介於五○○至一五○○克,身長從三十三到五○公分不等。尾巴比其他松鼠短得多,四肢短小卻擅於挖洞掘食,愛吃根、莖、葉、果實、種子、花、草、菇等植物,偶而也吃蛋、昆蟲、鳥、屍體等。

牠們數量穩定,是其他較大型動物如灰熊、狐狸、狼、金鷹等重要的食物來源。因掠食者無處不在,牠們習慣挖掘出擁有很多出入口的複雜地道和洞穴系統,用來躲避敵人追擊,所以根據實地觀察,牠們通常不只三窟。

冬眠期超過半年

為適應極地的嚴寒環境,每當入秋之際,阿拉斯加極地松鼠開始躲進苔原底下,在離地面一公尺深左右、用乾草苔蘚和馴鹿毛舖成的洞穴裡,蜷縮身子開始冬眠。此時,牠們的心肺功能趨緩,血流量變少,體溫驟降至冰點以下;腦裡縱橫交錯的神經網絡暫停功能,許多區位的電訊也跟著消失。神奇的是,靠著定期的復元動作,七個月後,極地松鼠完全甦醒,立刻重新活躍於地表──饑餓覓食,渴望交配,一整個健康到不行!

科學家一直很好奇:冬眠的極地松鼠(哺乳動物),如何在如此低溫的情況下,長時間不進食不喝水、耗盡身體貯存的脂肪之後仍能生存下來?更有趣的是,極地松鼠雄雌冬眠時間不太一致,女生睡得較多,從八月下旬到四月下旬,男生從九月到四月上旬(根據緯度不同稍有差異)。而求偶期,就在牠們冬眠醒來不久──約從四月底到五月中。母松鼠懷孕約二十五天,在六月生下五至十隻小寶寶。

冬眠控溫不怕凍

曾在美國科學期刊(Scientific American)讀到一篇相關報導,令人印象深刻,也才知道原來極地松鼠這種小動物有多「酷」。

多數冬眠的小哺乳動物如倉鼠、猬、蝙蝠等,在冬眠期間通常會調降身體的控溫器,因而不再具備哺乳類最重要特徵:溫血。因此冬眠成為一種異乎尋常的生物壯舉,而極地松鼠堪稱最極端的範例。尤其是牠們的腦,其韌性令人難以置信。當牠們冬眠時,腦神經元會縮小,神經元之間的連結更會萎縮。但當牠們甦醒後,腦神經又會大量生長以彌補損失,並加倍複製神經元之間的連結,使其更優於冬眠前的狀態。

血溫超酷無礙腦

一九八七年八月,阿拉斯加大學費爾班克斯校區的布萊恩‧拔恩斯教授捕捉到十二隻極地松鼠,在其腹部植入對溫度敏感的小小無線電,並把牠們放到戶外特製的大鐵欄中,鐵欄底部低於地面逾一點二公尺。到了九月,這些極地松鼠在鐵欄中往下挖掘洞穴並開始冬眠。令人驚異的是,牠們的體溫降至攝氏負二‧九度,近乎零下三度,是至今所測量到的哺乳動物活體最低體溫記錄。儘管如此,極地松鼠的血卻仍是液體,並未冰凍成固體,因此被稱為「超酷」(Supercooling)生理現象。

另在實驗室裡,極地松鼠曾被放在攝氏負四‧三的室內環境中冬眠,拔恩斯教授進而測量牠們身體各部位體溫。發現雖然牠們的結腸、雙腳、肚子的溫度都降至攝氏零下,但牠們的頸部卻僅低於攝氏○‧七度,顯示其腦部比身體其他部位來得溫暖些。

間歇覺醒保命招

大多數哺乳動物,

如果腦部被冷卻至如此低溫,

數小時內就會死去,然而極地松鼠的腦在幾近冰凍的溫度待上數星期卻仍能存活。原因是,這些松鼠每隔二到三周,會藉由發抖將體溫升至冬眠前的正常體溫──攝氏三十六‧四度,持續十二到十五個小時,再進入冬眠狀態。科學家稍後並證實這些間歇性的覺醒,是極地松鼠能否存活過冬的關鍵,因為若沒有這些間歇的覺醒,牠們的腦在春天來臨之前就會萎縮。

雖然極地松鼠的腦在冬眠時失去許多重要神經連結,但牠已進化到能自行調理機能並完整修復。換句話說,若能得知極地松鼠的腦如何迅速復原,不僅能幫助科學家了解腦的可塑性,並可在神經退化病學開啟新方法,以逆轉或預防腦細胞的損害,尤其有助於治療人類的阿茲海默症。

你說,這群極地松鼠是不是超酷的呢?

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