動物爲什麼要冬眠?動物冬眠的原因有哪些?
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很多動物都有冬眠這種習性,冬眠可以幫助動物更安全的度過冬天,而且冬天食物來源減少,冬眠是一種很好的降低能耗的方式,但僅僅是因爲食物的原因動物纔會選擇冬眠嗎?動物爲什麼冬眠,冬眠的原因有哪些?有哪些動物會冬眠?以上問題小編將在下文爲大家一一揭曉。
動物爲什麼會冬眠?
冬眠是一些不耐寒動物度過不利季節的一種習性。許多動物都會冬眠,每年的霜降前後,氣溫逐漸降低,池塘裏的蛙鳴消失了,刺蝟、倉鼠等也進入了洞穴開始了它們的長睡。進入冬眠的動物在體溫、呼吸以及心率等方面都要發生改變,新陳代謝會降到最低。
而且熱血動物和冷血動物的冬眠還不同,在冬眠的時候,冷血動物體溫的升降是一種被動的形式,完全由外部的環境來決定。而熱血動物則不同,它們是有目的地對體溫加以控制,調節到冬眠時的最佳溫度後纔開始冬眠。而當它們甦醒的時候,製造熱量的器官會充分地調動起來,在幾小時內把溫度恢復到原來的水平。
研究人員經過研究發現,刺蝟在冬眠的時候會把身體蜷縮起來,不吃不喝。呼吸變得極其微弱,心跳緩慢,每分鐘只跳10〜20次,一隻清醒的刺蝟放到水裏幾分鐘就會淹死,而冬眠的刺蝟半小時也淹不死。黃鼠在冬眠的130多天中總共放出的熱量才29焦耳,而在冬眠過後的13天中卻放出2420焦耳的熱量。動物在冬眠的時候,白血球還會大大地減少。通過對土撥鼠的實驗發現,平時土撥鼠1立方毫米的血液中含有的白血球數是12180個,而冬眠時平均只有5950個。
科學家們對動物冬眠時發生的製造熱量、補償體溫消耗和保持恆溫的高級的複雜的生理現象非常感興趣,作了許多的研究,但迄今爲止,有關動物冬眠誘因和生理機制還是衆說紛紜,莫衷一是。
有的科學家認爲,外界的刺激是導致動物冬眠的原因。外界的刺激主要有溫度下降和食物不足兩個方面。有人對蜜蜂作過這樣的實驗,當氣溫在7℃〜9℃的時候,蜜蜂的翅膀和足就停止了活動,但輕輕的觸動還是能微微抖動的,當氣溫降到4℃〜6℃的時候,就完全進入了麻痹的狀態,如果再降低溫度,就會進入更深的睡眠狀態。由此可見,動物的冬眠和溫度的關係密切。實驗中還發現,籠養的小囊鼠在供食充足的情況下,冬季的時候不會進入冬眠的狀態。
但是有人提出,人工降溫並不能保證所有的冬眠動物都能進入冬眠的狀態;不少冬眠動物在進入冬季的時候就會自動地停止進食或拒絕進食,並不是由於食物不足的原因。以此來反對上述的觀點。
還有的科學家提出了生物鐘學說,認爲是生物的節律控制了每年冬眠動物的代謝變化,恆溫動物的冬眠變溫現象是進化生態的一種次生性的退化,是和動物遷徙和冬季儲藏食物相似的一種生態的適應,是在進化中已固定下來的一種生物節律。但是這種學說缺少事實性的根據。
科學家們發現在冬眠動物的體內存在一種誘發冬眠的物質。在對黃鼠進行的實驗中,科學家在人工條件下冬眠的黃鼠身上抽取出血液,然後注射到活蹦亂跳的生活在夏季的黃鼠體內,這些黃鼠很快進入了冬眠狀態。目前在冬眠動物的血液中還有3種顆粒無法鑑定。
與正常的黃鼠相比,冬眠黃鼠的血液紅細胞較結實,不容易分解,一種還呈褶皺狀。而且進入冬眠時間長的動物的血液比剛進入冬眠的動物的血液誘發冬眠的作用更強烈。誘發動物冬眠的物質存在於血清中。我們知道,通常不同動物之間會發生物質的排異反應,但令人奇怪的是,將正在冬眠的旱獺的血清注射到清醒的黃鼠的體內,黃鼠不僅不會發生排異的反應,反而會呼呼大睡。
科學家們還發現,在冬眠動物的體內不僅存在誘發冬眠的物質,還存在和冬眠物質相對抗的另一種物質。這種物質可以維持動物的正常的活動和清醒的狀態,它和冬眠物質相結合形成複合體,當冬眠物質超過抗冬眠物質的時候,動物纔會冬眠。
蛙或蟾蜍在冬季到來之前便紛紛尋覓冬眠的地點,或乾草窩,或溼窪泥地,當氣溫降到7~8℃時,大多爬行動物便開始進入冬眠狀態,並且體溫會隨氣溫的變化而發生變化。在第二年春天到來之前,它們基本上一動不動。
由此看來,動物何時開始冬眠,不僅取決於誘發的物質,還取決於誘發物質和抗誘發物質的比例。科學家推斷:冬眠動物可能全年都在“製造”誘發物質,而抗誘發物質是在進入冬眠之後才產生的。該物質產生之後就會不斷地上升,直到春天開始的時候纔會開始下降。當它在血清中的濃度高於誘發物質的濃度時,動物就會從冬眠的狀態甦醒過來。但是,對於冬眠誘發物質和抗冬眠物質到底的性質如何,爲什麼會引起動物生理髮生這麼大的變化,科學家們還是不瞭解。
1983年,科學家從松鼠的腦中提取到了一種抗代謝的激素。把這種激素注射到沒有冬眠習慣的小鼠的體內,發現小鼠的代謝率會明顯地降低,體溫也會降低到10℃左右,看來激素可能也是誘發動物冬眠的一個因素。最近,又有科學家想從細胞膜的角度來探討動物冬眠的機理。但是細胞膜的變化和神經傳導是如何聯繫,對於動物的冬眠是否具有關鍵性的作用還有待於研究。
到現在爲止,人們還沒有完全地揭開動物冬眠的祕密。科學家們還在繼續探索。我們相信,謎底終究會有揭開的一天。刺蝟在冬眠的過程中,通常躲在用樹葉或乾草做的窩裏,並且將身體蜷縮起來,不吃不喝,心跳速率減慢,不過在天氣稍暖的日子裏,它們也可以醒來,到外面覓些食物,以提供消耗的熱量。
有哪些動物會冬眠?
地球上可控制自己體溫的動物,稱爲恆溫動物。可因環境溫度改變而調節體溫的動物,稱爲變溫性動物,這些變溫動物在冬天寒冷時,體溫隨着下降,而活動也跟着停止,此時體內對能量的消耗也隨着減少,如此在不吃食物的狀態下也能維持生命。
"冬眠"的種類分爲3種,第一種爲蛇及蛙等兩棲爬蟲類的冬眠,其體溫與周圍環境配合,如環境溫度下降則體溫跟着下降而進入冬眠狀態,己無法進行調節。 第二種爲松鼠等動物其體溫於平時保持恆溫性,在進行冬眠時,可將自己體溫下降到接近環境周圍之溫度,但爲了避免體液在0℃以下結凍,其體溫維持在5℃上下。
第三種爲熊類,熊在冬眠時其體溫只下降幾度,但能長時間不進食而呈睡眠狀態,在嚴謹的分類下應該是近於睡眠和冬眠之間。冬眠的哺乳類動物與人類身體構造上一定有什麼不一樣嗎?答案是否定的。兩者器官和組織沒有差異性,只不過是冬眠的哺乳動物能夠利用特殊因子來控制神經荷爾蒙系統調節器官的代謝狀態,如果能找到這種控制的遺傳因子,將來人類或其他動物進行冬眠也不無可能性。
在天氣溫暖的地區,動物的冬眠時間應該很短暫,尤其是動物園內屬於可冬眠性的動物在保溫及避寒的設施下於冬天還是能活動自如的。故而,歸納起來,哺乳綱的冬眠動物有齧齒目的極地松鼠、栗鼠、歐洲睡鼠、金倉鼠,食肉目的熊,翼手目的蝙蝠,蝟形目的刺蝟,非哺乳的冬眠動物有兩棲綱的青蛙和爬行綱的蛇和烏龜,冬天也找不到節肢動物門中的如蠍子一類的物種。
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