為何動物要冬眠?

文/囡仔 |2023.11.29
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圖/123RF

文/囡仔

冬眠是動物保存能量以應對惡劣天氣條件,或缺乏食物的一種方式。它涉及生理變化,例如體溫下降和新陳代謝減慢。

不過冬眠並不只是長時間的睡眠,事實上不完全如此,因為許多動物會定期從冬眠中醒來,原因之一,可能是為了補上一些深度睡眠。

那麼,如果冬眠確切地說不是指睡眠,那它又是什麼?為什麼有些動物要冬眠?牠們是喜歡躲在被裡過冬?還是牠們討厭冬季運動?或者牠們只是懶惰?我們來找找看答案。

代謝下降 保存能量

冬眠時,動物的新陳代謝顯著減慢:心跳減慢,呼吸減慢,有些動物甚至會停止呼吸一個多小時,體溫下降,在某些極端情況下,降至水的冰點以下(0℃)。所以我們了解到動物冬眠的原因,是降低新陳代謝,讓牠們保存能量。

為了理解為什麼牠們需要這麼做,我們先來認識「吸熱生物」和「變溫生物」之間的差異。變溫動物是指體溫取決於環境溫度的動物。相較之下,吸熱動物可透過產生內部熱量來調節自己的體溫。在日常中,我們傾向於區分「冷血」動物(如蛇和蜥蜴)和「溫血」動物(如哺乳動物和鳥類)。然而,這種區別可能有點誤導,因為一些魚類、爬行動物和昆蟲等,實際上是完全或部分吸熱的。

事實上變溫是一種優勢,意味不會浪費能量來調節體溫,因此不需要那麼多營養。另一方面,變溫動物更依賴外部來源,如太陽的熱量,像是蜥蜴就能從寒冷中變暖。相較之下,吸熱動物只可以透過代謝產生熱量和顫抖等方式使自己變暖。

但為了能夠調節體溫,吸熱動物需要足夠的燃料來燃燒,換句話說,牠們需要足夠的食物來對抗寒冷的影響,一旦寒冷天氣來臨或食物匱乏時,這可能是一個挑戰。

條件復甦 體溫回升

以熊的冬眠為例,和許多其他冬眠者一樣,牠們在溫暖月分大吃大喝,估計每周能補充食物增重多達13公斤。牠們會準備了一個鋪滿樹葉和樹枝的巢穴,當冬天來臨,熊可躲在洞穴裡,長達100天不吃、不喝、不運動、不排尿、不排便,醒來時身體會稍微變輕。

但在冬季,熊的體溫仍然較高,僅下降了約5℃,還可四處走動,母親可以哺乳幼崽,與較小冬眠動物的僵硬或冰凍的身體相比,形成鮮明對比。熊在冬眠的新陳代謝率與其他冬眠動物相當。牠們的心率減慢至每分鐘僅4次左右,耗氧量下降約75%,每分鐘只呼吸一到兩次。這顯示越冬熊與冬眠動物具有相同的生理過程。

從另一個角度來說,熊並不是「典型」的冬眠者,由於牠們體型較大,從冬眠中恢復過來需要更長時間,並且會消耗大量的能量,因此讓牠們進入深度、多日的休眠狀態是不切實際的。反而是無法遷移逃避致命天氣,或尋找替代食物來源的微小生物來說,冬眠是唯一可用的生存策略,同時較小的動物,具有較高的表面積與體積比,這意味著牠們更容易失去皮膚的熱量。

冬眠具有很強的季節性,但冬眠動物並不總是在冬天突然小睡並在春天醒來。如食蟲蝙蝠常會在溫暖的冬日,從中醒來尋找食物,然後進入另一個多日的休眠期,而澳洲阿爾卑斯山冬眠的針鼴,還通常會在仲冬醒來進行交配呢!

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