極地動物如何在極寒黑暗中度過數月

credit：123RF

沒有人會認為極地地區的冬天是一段美好時光，在南北極的極夜期間，太陽會消失數月，溫度會降到零下40℉，很難找到食物，同時還伴隨著兇猛又不停歇的大風。

然而，有些動物卻依然堅守陣地，即使是在其他動物為了逃離殘酷寒和黑暗而遷移的時候。雖然這片土地很荒涼，但生命並沒有因為極夜的降臨而停止。在陸地、海洋和冰川之間，動物們繼續吃吃睡睡啪啪啪。

加拿大渥太華國家野生動物研究中心的科學家Grant Gilchrist說:「北極的冬天比人們想像中要長」，「冰層之下的生物往往比我們想像的更活躍」。

近年來，科學家們對在黑暗中維持生存的耐寒動物有了新的認識。但它們是怎麼做到的呢？

一些勇敢的動物要在冰原上度過它們的冬天。麝香牛可以嗅出被積雪覆蓋的植物，並穿上一件比羊毛還要暖和8倍的「厚外套」。馴鹿也依賴毛皮保暖，雖然它們的鼻子可能不會發熱，但上面布滿血管，以此來溫暖吸入的冷空氣。他們甚至有應對黑暗的技能。阿拉斯加費爾班克斯大學的生理學家Cory Williams說:「馴鹿的眼睛對暗光環境有著特殊的適應能力，這使得它們和普通眼睛相比能看到更多的紫外線。」能夠看到紫外線光譜有助於馴鹿在雪地里發現植物。

在冬天，北極熊依靠嗅覺和太陽落山之後的昏暗光線來尋找晚餐。「儘管我們將其視為實實在在的黑暗，但其實並非如此。」威廉姆斯說。北極狼可以借著月光和星光捕獵，並利用它們靈敏的鼻子發現一英里外的獵物。

隨著冬天的臨近，其他生物會退居地下。Williams說:「整個生態系統都在積雪層下，我們在地面上看不到任何東西。」貂，旅鼠，和田鼠都撤退到地下。嚙齒類動物在地下挖隧道尋找去年遺留下來的種子和植被。還有一些，像Williams研究的北極地松鼠，則會冬眠。到12月,他們洞穴周圍的土壤會被凍住,溫度跌至-13℉(地表溫度在冷風侵襲前會低至零下76℉)。在冬眠期間，北極地松鼠的體溫會下降到華氏27度左右。松鼠們用一種叫「過冷」的方法來防止它們的血液結冰。

冬天沒有多少食物可吃。「這絕對是一個艱難的時刻。」Williams說，「冬眠動物會在夏天把大量的脂肪儲存起來。」有些動物則採取更勇猛的的措施。有些嚙齒類動物會在冬天減肥，使它們需要的能量更少；田鼠可以收縮血管和肌肉重量，而鼩鼠甚至會收縮它們的骨骼。

儘管嚴寒讓人倍感折磨，但它並不是生命得以度過極夜期的關鍵因素。「光比溫度更重要，尤其是在極地地區」，挪威北極圈大學的海洋生物學家J?rgen Berge在一封電子郵件中說道。陽光意味著溫暖和光合作用，同時也設定了我們的生物鐘。

在北極地區海拔較低的地方，從早到晚光線仍然會有微妙的變化。Williams說:「太陽一直不會升起，但它離升起不遠了。」

但是你越往北走，就越難保持生物節律(是指以24小時為單位表現出來的機體活動一貫性、規律性的變化模式)。生物節律控制睡眠模式、消化、體溫和其他功能。在北極的冬天，許多動物不再堅持每天24小時的日常作息。北極地松鼠的生物節律是通過北極夏季的恆定日光來維持的，但在冬眠時卻沒有。斯瓦爾巴特的馴鹿和像旅鼠一樣的嚙齒類動物在進食、消化和打盹之間實行短周期循環。Williams說:「睡眠時間不再固定，而是分散在了一整天的時間中」。其他的動物，比如像雞一樣的岩雷鳥在冬天的睡眠和活動模式上沒有明顯的生物節律。

對人類來說，打亂生物鐘意味著新陳代謝會被擾亂，久而久之會增加我們患癌和心臟病的風險。但是科學家們認為，這對北極的動物來說不會太糟糕。Williams說:「他們很適應這種情況，所以他們沒有這樣的問題。」然而，當極地動物的生物節律被擾亂時，它們避免健康問題的方法則不為人知了。

本文譯自 popsci.com，由譯者 張格拉底藝 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！