春江水暖 冬眠動物先知道

文/胡雪綾  |2024.02.25
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土撥鼠從地洞中探頭,預告春天來臨了。圖/123RF

文/胡雪綾

生物學者研究發現,世上僅有十餘種動物如青蛙、蟾蜍、蛇、蚯蚓、亞洲黑熊、北極熊、鱷魚、刺蝟、烏龜、松鼠、蝙蝠、黃蜂、蜥蜴、蝸牛,睡鼠……會進行冬眠,並在隔年春天,走出冬眠洞穴伸懶腰,讓自己徹底清醒過來。

避冬是為了減少耗能

為何有些動物需要冬眠,有些不必?生物學家普遍認為:當環境溫度下降到難以忍受的程度,加上秋冬食物短缺,動物會通過降低體溫的方式,進入類似昏睡的生理狀態,藉著冬眠減少身體耗能,等待食物豐盛的春天來臨再甦醒。

但也有一些專家認為,當白晝逐漸縮短,對動物來說就是一種冬眠信號,此時動物內在激素會有所改變,生物時鐘也會隨季節調節,進而影響動物貯存脂肪為冬眠作準備。此外,也有專家發現:冬眠地點高濃度的二氧化碳,具有麻醉動物的作用,可能也是冬眠的誘發因素之一。

烏龜的冬眠,是為了避開惡劣環境以求存活。圖/123RF

模式及型態各不相同

不同種類動物冬眠時間有長有短,不一定全都長達數個月。歐洲刺蝟會冬眠3~4個月,而冬眠鼠則可以冬眠6~7個月。過程中,有些是長期保持休眠狀態,也有的是在低度新陳代謝中,伴隨著短暫的甦醒狀態,採取間歇性冬眠。

動物學家指出,動物的「冬眠」並非一般定義的「在2、3個月中睡好睡滿」,大部分冬眠動物在這段期間,體溫會下降到1℃至9℃,身體機能全面大幅下降:呼吸很弱,心跳變慢,對外界刺激的敏感度下降……

例如蝙蝠冬眠時,身體會呈暗藍色,血液幾乎不流動;土撥鼠冬眠時,體溫會從39℃降至7℃,心跳從原來的每分鐘100下跌至2~3下,呼吸頻率平均1小時1次,腸和肝的代謝產物會收集在腸的下部,並且在甦醒時才排出。

動物冬眠不只是單純進入休眠模式,其型態及形式遠比人們想的還要複雜許多。圖/123RF

熱帶動物冬眠避乾旱

但並非所有動物盡皆如此,畢竟,動物的冬眠比人們想的複雜許多,例如和人類同屬靈長類的哺乳動物粗尾侏儒狐猴,生長於冬季平均氣溫10~15℃的環境中,所以其冬眠的目的並非為了躲避低溫,而是為了避開乾旱期食物缺乏,才集體進入洞穴,依靠自身肥厚的尾巴供給生理需求。

動物在冬眠時一般會停止進食,或者短暫的甦醒進行攝食後再度昏沉入眠,並依賴自身脂肪度日,特別是肩胛骨間棕色脂肪組織(IBAT)。這種組織位於肩膀和頸部,是非常重要的能量來源。

此外,不僅哺乳類動物、變溫動物會冬眠,一些鳥類也會,只是鳥類的冬眠時間,為時沒有哺乳類動物時間長。蜂鳥在食物短缺和寒冷的時候,會降低其新陳代謝,並進入睡眠的僵直狀態。

粗尾侏儒狐猴的冬眠,是為了避開惡劣環境以求存活。圖/123RF

黃蜂的冬眠,是為了避開惡劣環境以求存活。圖/123RF

冬休僵冷狀態似冬眠

另外還有一種冬休狀態,則是指在飢餓狀態下,幼樓燕會在睡眠狀態中,進入變溫狀態(體溫可隨環境改變),這樣牠就不需要像會真正冬眠的動物那樣,把體溫降得極低。例如鹿、海豹、鯨魚都會在食物不夠豐富時,降低體溫減少攝食,進入靜息狀態。

這種狀似冬眠的「僵冷狀態」,在一些特定氣候區域生活的變溫動物,如蝸牛、昆蟲,及大部分的爬行動物(蛇,龜,蜥蜴)和兩棲動物(蟾蜍,蛙)身上均可見到。例如蠑螈有3~4個月,慢缺肢蜥和龍紋蝰蛇有4~5個月,雨蛙和沙蜥蜴則有5~6個月的僵冷狀態期。

醒來換個睡姿繼續睡

一般來說,寒帶地區的熊,通常公熊單獨冬眠,母熊則帶著兩三隻小熊進行冬眠;至於棕熊,則會在其巢穴裡「冬休」(與冬眠稍有不同,過程中,棕熊的體溫並不會大降)。

冬休狀態也會在獾、松鼠和浣熊身上看到。這些動物在冬休中會經常醒過來,換一下睡姿再繼續睡。棕熊會半睡半醒的度過7個月,期中不吃不喝,也不排便,只靠體脂度日。

土撥鼠會進行「社會性冬眠」,亦即在每個冬眠的地點,會有多達20隻成年鼠和幼鼠互相臥靠在一起,既可以互相取暖,也能夠靠團體力量保護脂肪較少的幼鼠,度過嚴酷的冬天。


冬眠動物何時甦醒

一般認為,「春天到了」就是動物結束冬眠、真正甦醒的時節,問題是,動物究竟是如何感知春天的腳步近了?

答案是:環境溫度升高,和動物本身代謝產物積聚,可能都是覺醒的信號。

刺蝟在天氣變暖後才結束冬眠。圖/123RF

當外界溫度升高一段時間(過程長達數小時),冬眠動物的體溫會慢慢升高,心跳和呼吸逐漸正常,荷爾蒙會導致褐色脂肪組織的分解,提供體溫升高的能量,此時動物就會從冬眠狀態中醒過來。

不過,和人類不同的是,冬眠動物可不是一醒來就神清氣爽、精神奕奕,而是當體溫到達15℃時,全身肌肉會不斷顫抖(屈肌和伸肌同時收縮,高度釋放蓄積的能量),逐漸將體溫提升到正常的水準,過程中,有著重要器官的胸部和頭部,溫度會快速恢復,至於其他部位,體溫緩緩上升,身體也逐漸恢復正常。

鳥類也會集體冬眠或冬休。圖/123RF

動物會不會夏眠呢

其實動物不僅有冬眠,當環境變得太熱或太乾時,動物也會適時的躲在安全的處所,進行「夏眠」或「乾眠」,以降低活動量和代謝率。

夏眠也叫「夏蟄」,是指動物的休眠狀態,只是它發生在夏季,而不是冬季。

在熱帶生活的鱷魚和蛇(如死亡蝮蛇),會在旱季時躲在泥潭等地過夏。在溫帶生活的勃艮第蝸牛,則會在缺水的狀態下進行夏眠或乾眠。還有一些蛙和蟾蜍(飾紋角花蟾),以及非洲的非洲牛箱頭蛙,也會夏眠。

變溫動物中的青蛙和蟾蜍,會冬眠也會夏眠。圖/123RF

動物夏眠的生理作用,和冬眠有異曲同工之妙,也就是在炎熱又缺少食物的季節裡,動物為了節省能量,會像冬眠一般夏眠降低新陳代謝。例如一些兩棲動物,甚至會將腸的容量減少40%,讓食物攝取量減少60%。當食物不再短缺的時候,腸子又會回復到原來大小。

動物學家證實,無脊椎動物和脊椎動物都會藉夏眠避免高溫和乾燥造成的損害風險。陸生動物和水生動物也會進行夏眠。甚至化石記錄顯示,億萬年以前,動物就已經演化出這個特性了。

當環境變得乾旱且食物缺乏時,蝸牛和鱷魚都會進入夏眠模式。圖/123RF

當環境變得乾旱且食物缺乏時,蝸牛和鱷魚都會進入夏眠模式。圖/123RF

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