18新利最新登入冬眠的工作原理

由:Ed Grabianowski|
榛睡鼠在洞穴中冬眠。查看更多哺乳动物的图片。"width=
榛睡鼠在洞穴中冬眠。查看更多哺乳动物图片
Bon Elsdale/The Image Bank/盖蒂图片社

地球上所有的动物地球一直在燃烧能量。像走路和呼吸这样的体力活动会消耗能量。泵而且消化食物消耗能量。即使是思考也会消耗能量。对于温血动物来说,为了保持所需的体温,需要消耗大量的能量。即使我们睡觉我们在燃烧能量。

哺乳动物图像廊

广告

这就是动物吃东西的全部原因——获得足够的能量来推动所有这些过程。当树上有很多水果或兔子可以抓和吃的时候,这个系统工作得很好披萨在冰箱里)。但是当冬天来临,寻找食物变得非常困难时会发生什么呢?18新利最新登入动物是如何在能源匮乏的情况下生存的?

动物世界里有很多冬季生存策略,其中最吸引人的就是冬眠。有些动物进入“假死”状态。他们的呼吸和速率变慢,它们的体温下降,在某些情况下甚至低于冰点。它们停止进食,在许多情况下停止排泄。所有这些事情都发生了,所以动物可以使用更少的能量。

动物是冬眠还是迁徙到更温暖的地方通常是一种怪癖进化.较小的动物更倾向于冬眠,因为迁移相对于它们的体型来说需要大量的能量。体型较大的动物不太容易冬眠,因为它们需要额外的能量来使身体暖和起来。

冬眠比你想象的要复杂得多。许多动物整个冬天都在洞穴里冬眠,但有些动物在夏天冬眠。如果湖泊干涸,有些鱼可以在防水粘液层中冬眠。某些鸟类及蝙蝠进入一种叫做麻木的日常冬眠状态。

在下一页,我们将讨论冬眠与睡眠的不同之处,并了解动物园里动物的情18新利最新登入况。

广告

冬眠和睡眠有什么区别?

初春的阳光温暖得足以唤醒冬眠的黑熊。"width=
早春太阳暖和得足以唤醒冬眠的黑熊。
马克·莱克罗夫特/明登影业/盖蒂图片社

生物学家喜欢争论如何对事物进行分类,冬眠也不例外。18新利最新登入冬眠通常的定义是一种长期的状态,在这种状态下,动物的体温显著下降,新陈代谢急剧减缓,进入一种类似昏迷的状态,需要一段时间才能恢复。根据这个定义,熊并不冬眠,因为它们的体温只会轻微下降,而且它们相对容易醒来。然而,并非所有人都接受这种狭隘的定义。18新利最新登入出于本文的目的,我们将使用冬眠这个术语来描述任何长期的体温降低(体温过低)和新陈代谢。

当动物在夏天进入类似冬眠的状态时,这被称为夏眠.这比冬眠要少见得多。爬行动物的冬眠有时被称为brumation.它与哺乳动物冬眠不同,因为爬行动物是冷血动物——它们不能控制自己的体温,所以它们需要在一个足够温暖的地方过冬。

广告

麻木是另一个引起混淆的词。它有时被用作一个总称来描述所有不同类型的降低温度和代谢的功能。更常见的是,它用来描述短期的温度下降,每天都发生,一次只持续几个小时。为了避免混淆,我们将使用这种用法。

poorwill是唯一一种真正冬眠的鸟类。它能将体温降至华氏60度,依靠储存的10克体脂可以存活100天。"width=
poorwill是唯一一种真正冬眠的鸟类。它能将体温降至华氏60度,依靠储存的10克体脂可以存活100天。
Tom J. Ulrich/视觉无限/盖蒂图片社

那么冬眠基本上就是一个很长的午睡吗?不。这些动物不只是睡觉在美国,他们正在经历可能非常剧烈的生理变化。冬眠最重要的因素是体温下降,有时可达华氏63度。我们很快就会详细讨论,但现在只需要说明冬眠动物的生命体征与清醒动物的生命体征有很大不同就足够了。

相比之下,睡眠主要是一种精神上的变化。睡眠在生理方面与冬眠相似,比如睡眠减少呼吸频率和体温降低,但这些变化与冬眠相比非常轻微。睡眠也很容易摆脱——如果你从最深的睡眠中被唤醒,你可以在几分钟内完全清醒。睡眠的主要特征是大脑的变化大脑活动。事实上,冬眠动物的脑电波与它们清醒时的脑电波模式非常相似,尽管它们在某种程度上是被抑制的。当动物从冬眠中醒来时,它表现出许多睡眠不足的迹象,在接下来的几天里需要大量睡眠来恢复。

广告

知道什么时候冬眠(什么时候醒来)

花栗鼠用它们可膨胀的颊囊将大量食物带回它们的巢穴,储存在那里过冬。"width=
花栗鼠用它们可膨胀的颊囊将大量食物带回它们的巢穴,储存在那里过冬。
弗兰克Cezus /出租车/盖蒂图片社

不同的动物在不同的时间冬眠,每个物种都有不同的方式来知道什么时候是合适的时间。冬眠最密切地受温度的调节。当外面变冷时,动物们就准备冬眠。天气暖和了,它们就醒了。因此,冬眠的时间会根据当年的天气而有所不同。印度的夏天和提前解冻可能会导致非常短暂的冬眠。

有些物种会密切关注它们的食物供应。当它们减少的时候,动物就知道是时候收拾剩下的东西过冬了。光周期(白天的长度)触发了其他动物的冬眠。

广告

即使一个动物不知道外面的温度是多少,也不知道它有多早18新利最新登入太阳在目前的食物供应状态下,许多动物仍然会在每年的同一时间进入冬眠状态。在这些条件下的实验已经证明,一些物种会在适当的时间自动进入冬眠,受到内部生物“日历”的引导[来源:].这些circannual节奏还不完全清楚,但所有动物都会受到影响,包括人类。而那些每天进入麻木状态的动物则依赖于昼夜节律,每日版本。

成功冬眠需要准备工作。一些动物准备了一个洞穴(也称为洞穴)冬眠处),然后在上面铺上绝缘材料,就像树叶或泥土一样。地松鼠和狐猴也会这样做。北极熊在雪中挖地道。其他的熊可能会在树旁的空洞或浅洞里过冬,让它们部分暴露在天气中。蝙蝠它们以在洞穴或阁楼过冬而闻名。

接下来是食物储存。如果食物不易腐烂,可以保存在洞穴里,但这需要动物在冬天短暂醒来进食。另一种选择是从夏末开始大量进食,建立内部储备脂肪.有些动物甚至两者都做。如果找不到足够的食物为冬眠做准备,冬眠就会推迟。

广告

冬眠的具体细节

海角沙蛙用后腿在沙子里挖洞,在南非的冬天,它会在那里冬眠。"width=
海角沙青蛙在南非的冬天,它会用后腿在沙子里挖洞冬眠。
Gallo Images-Martin Harvey/The Image Bank/盖蒂图片社

休眠主要由内分泌系统.人体内的腺体可以改变激素的释放量,并控制冬眠的每一个生理方面。

  • 控制新陈代谢和活动水平的甲状腺
  • 褪黑素——一种控制冬季外套生长的激素
  • 脑下垂体:控制的腺脂肪积累,心率和呼吸频率,以及代谢功能
  • 胰岛素-调节动物所需葡萄糖(糖)量的激素

当哺乳动物进入冬眠时,它变得有点像冷血动物。它的体温会随着周围的温度而变化。18新利最新登入然而,有一个最低温度,被称为设置点.这就像给你的恒温器在家里。当哺乳动物的体温达到设定值时,新陈代谢开始启动,燃烧一些储备的脂肪。这就产生了一些能量,这些能量反过来又被用来把温度提高到设定值以上。大型动物的设定值更高。如果它们的温度降得太低,就需要大量的能量才能再次升温。

广告

动物冬眠时还会发生其他几件事:

  • 心率下降到正常水平的2.5%。花栗鼠的心率从平常的每分钟200次降至每分钟5次。
  • 呼吸频率下降50%至100%。是的,百分之百。有些动物完全停止呼吸。一些爬行动物在整个冬眠期间都不呼吸,甚至哺乳动物也显示出了在氧气供应急剧减少的情况下生存的能力。18新利最新登入
  • 意识被大大削弱。这因物种而异,但许多冬眠的动物对周围的环境完全没有意识,几乎不可能醒来。如果你在隆冬叫醒一只正在冬眠的动物,你实际上是在杀死它。为了醒来,它会消耗大量的能量使自己暖和起来,即使它能重新进入冬眠,它也没有机会让自己春天到来。

体内富含能量的脂肪被燃烧掉,以提供维持这些最低水平的身体功能所必需的能量。这是非常有效的——北极地松鼠完全依靠储存的身体脂肪生活长达9个月。一些物种无法储存足够的身体脂肪,所以这些动物的冬眠时间较短,可以定期醒来吃点零食。

如果一只动物整个冬天都在燃烧脂肪或以储存的坚果为零食,那么所有的废物会发生什么?没有排泄物产生,因为没有任何东西通过消化道和肠道。但是身体总是在生产尿素尿是尿液的主要成分。冬眠动物的身体能够循环利用尿素。熊整个冬天都不小便,但它们会把尿素分解成氨基酸。即使他们不喝酒,他们也不会脱水。它们能够从自己的身体脂肪中提取足够的水来保持水分。

广告

夏眠和日常麻木

在水箱里的肺鱼特写"width=
在水箱里的肺鱼特写
利洛·赫斯//时代生活影业/盖蒂图片社

夏至就像炎热天气里的冬眠。生活在沙漠或热带气候的动物实行夏眠。它的发生可能不仅仅是因为食物供应问题,就像冬眠一样,但因为环境变得太热太干,动物无法生存。这个过程通常包括在温度保持凉爽的地下挖洞,以类似于冬眠的方式减少代谢活动。

肺鱼有一种神奇的休眠方式,可以让它们在没有的情况下生存长达三年之久。肺鱼是原始鱼类让他们呼吸空气。当肺鱼的湖泊干涸时,肺鱼就会钻到泥里,然后分泌粘液,直到全身被水覆盖。黏液干燥后形成一个袋子,里面装着水分。即使泥完全干了,肺鱼也能保持湿润,通过粘液管呼吸。

广告

许多种类的鸟类利用每天的冬眠来度过寒冷的月份。黑顶山雀就是一个很好的例子。日常麻木(实际上应该称为夜间麻木)就像低级别的短期冬眠。它只会持续几个小时,体温也只会降低几度。18新利最新登入然而,研究表明,这几个度节省了大量的卡路里以免一夜之间被烧毁。

蜂鸟的代谢率非常高每分钟可超过1200次。它们的能量消耗是如此之大,以至于即使在热带地区,蜂鸟也会每天用冬眠来保存能量。蜂鸟的麻木比其他鸟类更严重,体温超过50%。

有关冬眠和动物主题18luck手机登录(如迁徙和共生)的更多信息,请点击下一页。

广告

最初发表于2008年3月25日

冬眠常见问题解答

冬眠是什么意思?
冬眠通常的定义是一种长期的状态,在这种状态下,动物的体温显著下降,新陈代谢急剧减缓,进入类似昏迷的状态,需要一段时间才能恢复。
冬眠期间身体会发生什么变化?
冬眠期间,动物的呼吸和心率减慢。它们的体温也会下降,在某些情况下甚至低于冰点。
动物在冬眠时真的睡觉吗?
严格来说,冬眠的动物不仅仅是在睡觉,它们还在经历着非常剧烈的生理变化。相比之下,睡眠主要是一种精神上的变化。
冬眠和人类睡眠相似吗?
冬眠与人类睡眠不同,因为冬眠也涉及生理变化,包括动物的呼吸、心率减慢和体温下降。睡眠主要是一种精神变化,也可能涉及一些生理变化,但不像冬眠状态那么剧烈。
动物在冬眠时醒来吗?
许多冬眠的动物对周围的环境完全没有意识,在冬眠中几乎不可能醒来。如果你在隆冬叫醒一只正在冬眠的动物,你实际上是在杀死它。为了醒来,它会消耗大量的能量使自己暖和起来,即使它能重新进入冬眠,它也没有机会让自己春天到来。

更多信息18luck手机登录

相关的HowSt18新利最新登入uffWorks文章

更多优质链接

来源

  • Austgen,劳拉。“棕色脂肪组织。”科罗拉多州立大学。http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/misc_topics/brownfat.html
  • 贝恩德•海因里希。冬季世界:动物生存的独创性.哈珀·柯林斯,2003年出版。
  • 开放大学。“极端的动物:冬眠和麻木”http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=192762
  • 根,克莱夫。冬眠.格林伍德出版社(2006年9月30日)。
  • 严,小君。“用小鼠微阵列检测冬眠北极地松鼠棕色脂肪组织中的差异基因表达。”Physiol Genomics(2006年2月7日)。http://physiolgenomics.physiology.org/cgi/reprint/00260.2005v1.pdf
特色

广告

加载……
Baidu