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天冷了,人為什麼不能冬眠?

一到冬天的午後


在暖暖的家裡


小編總是時不時會犯困

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於是問題就來了


人為什麼不會冬眠呢?

天冷了,人為什麼不能冬眠?



我們很多人在冬天都會感覺很睏倦(說得好像春夏秋不困似的),有的物種很乾脆,直接選擇冬眠。睡鼠鑽到地下蜷縮成一團,成群的蝙蝠撤退到閣樓和洞穴中,熊睡在洞窩裡,土蜂鑽進地洞,還有刺蝟們都蹲在巢穴。


各種各樣的動物都冬眠,從昆蟲到兩棲動物,從鳥類到靈長類。冬眠似乎對它們來說是件好事。


肥尾鼠狐猴類靈長類動物與人類的基因非常相似,科學家認為對該物種的研究有助於揭開靈長類動物冬眠的奧秘。

天冷了,人為什麼不能冬眠?



隨著天變得越來越短越來越冷,雖然我們偶爾能偷偷懶睡上一天,但是卻不能長期睡覺。似乎有點不公平,為啥呢?如果冬眠這麼有好處,為什麼我們人類不冬眠?


為解釋這個,我們首先要搞清楚為什麼動物要冬眠

天冷了,人為什麼不能冬眠?


冬眠可以避免寒冷


冬眠就是節省能量的一段超長待機的時間。身體機制慢下來,呼吸、體溫、新陳代謝和心率都降低下來。


直覺上動物們就該這麼做。環境條件非常惡劣,幾乎沒有食物,植物越來越少。所以很多動物在夏天的時候就吃得很胖,為冬眠提供足夠的脂肪直到醒來。

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一隻南部非洲的刺蝟


對應的,冬眠是經常發生在北半球。南半球大部分的土地在赤道附近,所以冬天很溫和。


但這並不是一個必須遵守的規則。一些生活在溫暖氣候的物種也會冬眠,如馬達加斯加的Sibree侏儒狐猴(Cheirogaleus sibreei)和安哥拉、辛巴威等非洲國家得南部非洲刺蝟(Atelerix frontalis)。


還有,冬眠也並不是非得在寒冷的月份


2015年的一項關於睡鼠研究發現,即使寒冷的月份過去它們也還是會繼續冬眠。有些動物會在地下冬眠11.4個月:接近一年,這是所觀察到的最長的野生動物冬眠時間。


維也納獸醫大學(University of Veterinary Medicine)研究合著者 Claudia Bieber表示真的是「相當長的缺席」。研究中寒冷的月份範圍只有4、5個月。「很顯然還有其他原因。」


關鍵問題似乎是當地歐洲山毛櫸樹的行為,它們有時會有「桅杆年」,產出很多很多的種子,這是睡鼠的食物。不知怎麼,榛睡鼠似乎可以預測將到來是不是桅杆年,如果不是,它們就會呆在地下。

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當然還有其他的食物來源,但是榛睡鼠需要額外的山毛櫸種子來進行繁殖。「他們可以吃水果,比如蘋果,只是活下去這些足夠了,但是要繁殖的話卻不夠,小睡鼠需要足夠的脂肪。它們待在地下,跳過這些年來繁殖,可以增加存活率。」


更重要的是,Bieber 認為,榛睡鼠留在地下的另一個原因是:捕食者


通過待在地下,榛睡鼠可以避免被猛禽和貓頭鷹捕殺。「小型哺乳動物死亡的主要原因是被吃掉,如果你出來找飼料就可能被食肉動物吃掉。」潛伏的地下不會散發出任何氣味,所以很難找到。


「直到最近人們才認為冬眠除了是為節能、抵禦寒冷的天氣和食物短缺,現在我們認為這還是為了避免捕食者。冬眠的存活率接近100%。」


不管那個原因更加重要,反正冬眠似乎改變了動物們的生活方式。

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2011年的一項研究發現,冬眠的黑熊們生活很慢,以便活下去和活得更久。」所有冬眠的黑熊們似乎會減少每年的繁殖率來提高壽命,冬眠能減慢生活節奏。」


通過改變動物繁殖率,捕食者不得不尋找替代的獵物,這意味著冬眠會影響整個生態系統的工作。


雖然我們對如何以及為什麼冬眠進化有了一些好的想法,但我們並不知道冬眠什麼時候開始的。


基本上沒有化石記錄和大量的推測。有人提出可能住在北極附近的恐龍會通過冬眠來度過漫長的冬天。但是,常規冬眠通常會在動物的骨頭上留下微觀結構的痕迹,2011年的一項極地恐龍化石的研究並沒有發現這樣的證據。


然而,Bieber表示冬眠和蟄伏顯然有數百萬年的歷史。例如,三大哺乳動物進化出該技能,這些團體在數千萬年前分化。這表明至少某些後來進化成人類的動物後裔是會冬眠的。

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我們為什麼不能冬眠?


然而,我們似乎已失去了一些關鍵的能力。例如,如果太冷我們的心臟不能工作。


我們的心臟對鈣會產生收縮反應,如果鈣太多就會造成心臟驟停。在一定溫度下,人類的心臟無法去除多餘的鈣,所以就停止了跳動。溫度在28°C以下,人類心臟會停止。


相反,能冬眠的動物在體溫為1°C時心臟仍然能跳動。它們有特殊的去鈣心臟,而人類不行。這就有了新的問題:為什麼人類沒有這樣的心臟?我們的生活方式可能是主要原因。

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人類進化是在非洲赤道地區,熱帶地區的食品供應相當恆定。這意味著我們不需要靠冬眠來逃避惡劣的環境條件。


然而,科學家越研究熱帶地區,越發現更多的冬眠物種,Ruf說。他剛剛發現侏儒懶猴可以在12月和2月之間冬眠63個小時以上。


這個格外引人注目,因為懶猴是靈長類動物,同一家族中還包括猴子和人類。直到現在人類只發現了三種靈長類動物會冬眠,全部都是馬達加斯加的狐猴屬。侏儒懶猴生活在亞洲大陸上,所以這一發現表明靈長類動物的分布比人們想像的還要廣泛。


這些都意味著我們熱帶起源可能減少了我們進化出冬眠技能的幾率,但這本身並不能排除這一可能性。

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也許同樣重要的是,我們是頂級捕食者,可以解決掉比自己大得多的獵物。我們可能從來沒有利用冬眠逃避天敵威脅的需要。


我們可能體積有點大了。冬眠的動物體型平均來講都很小,平均重量在70克(2.5盎司)。當然這個規則也有例外,最明顯的是熊,但是它們的冬眠不像其他動物那樣「深」。特別是它們體溫降低較少,因為要熱身的話需要很多能量。


反正有一長列的因素促使動物們冬眠,而人類不用。


冬眠也有缺點


冬眠動物基本上是免疫系統不工作,所以存在感染的風險。冬眠似乎也影響記憶。2001年,維也納大學的Eva Millesi培訓一組地松鼠穿過迷宮。冬眠後它們記憶變差,也忘記他們學到過什麼。但是,這並不能阻止科學家們探索人工冬眠的可能性。

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荷蘭格羅寧根大學的麻醉學者Rob Henning正與美國宇航局在這個問題上合作。


他說對未來的宇航員而言,冬眠有兩個關鍵好處。它將減少進入太空時的昂貴供應,也能保護身體的健康。


「最讓空間站宇航員惱火的事莫過於他們每天要進行6小時的體育鍛煉。否則他們的肌肉和骨骼就會萎縮。」


但是在空間站運動並不令人愉快,因為溫度在30度以上,空氣里都是二氧化碳。如果宇航員們能冬眠,就不需要運動了。「冬眠者可以躺半年,不會造成肌肉萎縮和骨質疏鬆症。」


冬眠可能能挽救生命


「有報道稱冬眠的黑熊們可以免受輻射損傷,在太空中這是一個非常大的問題。」Henning說。目前人們只能在太空停留一年,超過期限輻射就會開始顯著增加患癌症的風險。「如果人能夠冬眠,身體就能得到保護,就能擔負更久的任務。」


這也能有助於長期的殖民統治。「事實上,在太空是不可能生孩子的,卵子和精子都會受到嚴重的損害,你不可能生下正常的後代。」

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聽起來有點像科幻小說裡面的情節,但是Ruf 和Henning 都對冬眠非常有信心。「如果我們搞懂了神經內分泌途徑,總有一天能讓人也冬眠起來。我們知道其他靈長類動物,馬達加斯加的狐猴是冬眠的,所以我們可能有所需的基因組成。」


當然,如果我們做到了,也同樣會面對動物們會出現的缺陷,比如記憶缺失。「也許我們可以讓宇航員進入冬眠,但是當他們醒來的時候,他們可能不知道他們是誰或要幹什麼了。」


即使不可能讓人類冬眠,通過模仿冬眠的過程也可以幫助治療人類疾病。


當動物冬眠時,它的器官會出現病變:肺部哮喘和大腦表現出阿爾茨海默氏症的跡象。但醒來時,冬眠的動物們就會扭轉這些變化,一切都恢復正常。Henning 將之比作喝了10罐能量飲料,所以能快速恢復健康。

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例如,2008年的一項研究顯示,北極熊冬眠期間不會失去骨質——它們是唯一不會出現的哺乳動物。野生懷孕的北極熊被發現能比棕熊更好地經受為期6個月的冬眠。我們不知道究竟是怎麼回事,但了解這一機制可以幫助人類研究和治療骨質疏鬆症。


到目前為止,這些療法理論都還在非常早期的階段。冬眠似乎可能對我們有益,即使我們可能永遠沒法做到這一點。


責 編:許


校 對:


總 編:一


來源:綜合煎蛋網等網路


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