冬眠,是某些動物抵禦寒冷、維持生命的特有本領。冬眠時,它們可以幾個月不吃不喝,也不會餓死。最令人不可思議的是,母熊竟在冬眠期間生育。
對動物冬眠的現象,科學家進行了幾個世紀的研究。他們發現,動物皮層下有白色脂肪層,可以防止體內熱量散發。在冬眠動物的肩胛骨和胸骨周圍還分布有褐色脂肪,好像電熱毯壹樣,產生的熱量比白脂肪快20倍,而且環境溫度越低,熱量產生越快。當氣溫下降時,冬眠動物的感覺細胞向大腦發出信息,刺激褐色脂肪裏的交感神經,使動物的體溫剛好保持在免於凍死的水平。
人們雖然已經了解了動物的生理變化,可是,究竟是什麽原因促使動物冬眠呢? 黑熊在進入冬眠約壹個月之前,每24小時就有20小時在吃東西,每天攝取的熱量從7000卡增加到2萬卡,體重增加也超過100磅。看來,這些都是受動物準備冬眠的壹種或幾種激素所控制的,也就是說,冬眠動物的體內有壹種能誘發自然冬眠的物質。
為證實以上推測,科學家曾對黃鼠進行實驗。他們把冬眠黃鼠的血液註射到活動的黃鼠的靜脈中去,然後把活動的黃鼠放進7℃的冷房間。幾天之後,它們就進入了冬眠。這些試驗表明了誘發自然冬眠物質存在的可能性。
人們又從冬眠動物的血液中分離出血清和血細胞,並分別註射到兩組黃鼠體內,不久它們也都冬眠了。再用血清過濾後得到的過濾物質和殘留物質,分別給黃鼠註射,發現只有過濾物質才引起冬眠。人們從中得到啟示:誘發冬眠的物質是血清中極小的物質。有趣的是,用冬眠旱獺的血清誘發黃鼠冬眠效果最好,不論是冬天或夏天,都能誘發黃鼠進入冬眠。
因此,人們得出初步結論:形成冬眠不光是決定於誘發物,還決定於誘發物和抗誘發物之間的互相作用。動物是全年在制造誘發物的,而抗誘發物只是在春季壹段時間才產生。秋冬季節,誘發物多了,就促進了動物冬眠;到了春季,抗誘發物多了,抑制了誘發物,動物就從冬眠中蘇醒過來。
動物冬眠的研究雖然取得了壹些進展,但還有許多奧秘沒有被揭示。
動物的冬眠是壹種奇妙的現象。人們觀察了若幹種動物冬眠,發現了許多意想不到的現象。
在加拿大,有些山鼠冬眠長達半年。冬天壹來,它們便掘好地道,鉆進穴內,將身體蜷縮壹團。它們的呼吸,由逐漸緩慢到幾乎停止,脈搏也相應變得極為微弱,體溫更直線下降,可以達到5℃。這時,即使用腳踢它,也不會有任何反應,簡直像死去壹樣,但事實上它卻是活的。
松鼠睡得更死。有人曾把壹只冬眠的松鼠從樹洞中挖出,它的頭好像折斷壹樣,任人怎麽搖撼都始終不會張開眼,更不要說走動了。把它擺在桌上,用針也刺不醒。只有用火爐把它烘熱,它才悠悠而動,而且還要經過頗長的時間。
刺猬冬眠的時候,簡直連呼吸也停止了。原來,它的喉頭有壹塊軟骨,可將口腔和咽喉隔開,並掩緊氣管的入口。生物學家曾把冬眠中的刺猬提來,放入溫水中,浸上半小時,才見它蘇醒。
動物的冬眠真是各具特色,蝸牛是用自身的黏液把殼密封起來。絕大多數的昆蟲,在冬季到來時不是“成蟲”或“幼蟲”,而是以“蛹”或“卵”的形式進行冬眠。熊在冬眠時呼吸正常,有時還到外面溜達幾天再回來。雌熊在冬眠中,讓雪覆蓋著身體。壹旦醒來,它身旁就會躺著1~2只天真活潑的小熊,顯然這是冬眠時產生的仔。
動物冬眠的時間長短不壹。西伯利亞東北部的東方旱獺和我國的刺猬,壹次冬眠能睡上200多天,而蘇聯的黑貂每年卻只有20天的冬眠。
動物的冬眠,完全是壹項對付不利環境的保護性行動。引起動物冬眠的主要因素,壹是環境溫度的降低,二是食物的缺乏。科學家們通過實驗證明,動物冬眠會引起甲狀腺和腎上腺作用的降低。與此同時,生殖腺卻發育正常。冬眠後的動物抗菌抗病能力反而比平時有所增加,顯然冬眠對它們是有益的,使它們到翌年春天蘇醒以後動作更加靈敏,食欲更加旺盛,而身體內的壹切器官更會顯出返老還童現象。
由此可見,動物在冬眠時期神經系統的肌肉仍然保持充分的活力,而新陳代謝卻降低到最低限度。今天醫學界所創造的低溫麻醉、催眠療法,便是因此而得到的啟發。
和我們人類壹樣,動物中的鳥獸都是溫血動物,那麽冷血動物昆蟲又是怎樣熬過漫長的冬季呢?許多冬眠的昆蟲會不會凍結呢?
昆蟲學家進行了長期的觀察和研究,終於查明了昆蟲越冬的部分奧秘。冬天,為了防止汽車散熱器結冰,人們要加入防凍液。昆蟲竟然也會采用相似的辦法,在嚴寒的冬季保護自己。在冬天,昆蟲要保持活動,不被凍僵是至關重要的。活的組織壹旦被凍結,膨脹的冰晶體勢必使細胞膜受到破壞,造成致命的創傷。當細胞裏液體不足,不能保持維護生命所必需的酶活性時,即使沒有完全被凍結,也會造成死亡。那麽,昆蟲是怎樣解決這壹難題的呢它們主要是靠降低體內液體的冰點,從而提高抗寒能力,辦法就是產生大量的“防凍液”。
昆蟲是怎樣制造防凍液的呢?天暖之後又怎樣將防凍液除掉呢?為什麽要除掉防凍液?這些問題直到現在仍找不到答案。
值得補充的是,科學家們又發現,蛙類也會自制防凍液。在實驗室中,科學家們將許多青蛙冷凍起來,5~7天後,再慢慢地使之解凍,這些青蛙解凍後依然活著。經過認真分析和研究,科學家們發現了壹種人們在防凍劑中常用的物質:丙三醇。與昆蟲相似的是,到了春天,這些青蛙的液體中再也找不到這壹物質了。
至今,人們尚未能完全揭開動物冬眠的奧秘。但是科學家們通過不斷探索已經認識到,研究動物的冬眠不僅妙趣橫生,而且頗有價值。