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动物是怎样度过冬天的 文/吕雪萱
发布日期:2017-08-29浏览次数: 字号:[ ]

热带王国的第二次北上考察使团返回到了刚果河岸上的首都,考察团团长向国王作了如下汇报:“国王陛下,我们使团访问了两年半前第一次北上使团提到的神秘的北方大陆。可是,那里景象并不像上次报告所说的那样。我们根据星座指引,来到那个地方,但是那里并无生机勃勃的草地、绿叶繁茂的森林、肥沃的土壤,也没有欢唱的小鸟和跳跃的动物。相反,那里只有刺骨的寒冷,大地铺满了一层柔软的白色物质,这种物质一到手里就化为像水一样的液体,但是,无人敢喝一口。那里树上无绿叶,只有枯枝;那里没有青草,没有小鸟,没有野兽,没有土壤。国王陛下,那里只是一片死亡的大陆,是死神的家乡。”

仔细地听了汇报后,头戴驼鸟羽毛头饰、身披狮皮紧身衣的国王威严地站了起来,手握长矛,向他的大臣们说道:“现在听我说,鉴于我两次派出的探险队都由不说谎话的诚实大臣所率领,我对两个报告都深信不疑,北方大陆有时候是温暖而美丽的,正像我们的骄傲的大地一样;有时候是寒冷,可怕和毫无生机的。由于没有一块大地会有如此截然不同的景像,所以我相信,北方大陆是受魔法控制的。为此,我禁止热带王国的任何臣民再次访问那块大地。”

当然,这是一个杜撰的故事,然而故事所说却是事实。北方大地暖寒变替,生死轮回。对从来没有经历过这种变化的人来说,这种变化会使他惊异不止,甚至使他怀疑大地承受了魔法。

如果严冬永远统治着大地,大地就无生命,如南极大陆那样终年冰雪,绝大部分土地毫无生息。在温带地区,虽然冬季只是短暂的,但36个月的严寒和枯死的植物依然是令人可怕的,那么动物是怎样抵御寒冷的侵蚀和植物的枯萎,渡过严冬,迎来温暖的春天的呢?

大部份动物都以周期性的行为来适应周期性的季节,它们在夏天以一种方式生活,而在冬天,则以另一种方式生活。对冷血动物(除鸟和哺乳动物外的所有动物),这样做是特别重要的。冷血动物的体温是非常接近周围环境温度的。这就是说,在冬天,它们的体温将接近冰点,一旦温度降到零度以下,冰晶体将在动物细胞内生长,并导致动物死亡。逃避严寒的一个方法是在严寒来临前大量脱水,留下的水只是深深地结合在动物组织内的复杂的分子结构里的水分。如此结合的水分不易结冰,即使结冰也不会形成普通的冰晶体。

一些小动物,如昆虫,只在暖和的季节里成熟,而把比较干燥,只有组织水的卵和蛹留下过冬。昆虫的卵、茧、甚至毛虫都能在冬天冰冻,但一旦春天的太阳使冰熔化,它们也同时解冻,并加速生命过程,卵孵化成为幼虫,茧破壳而爬出成虫,幼虫迅速吃食。一些身体太大,组织太复杂的冷血动物不能采用上述过冬方法,直接暴露在冰冻条件下能导致它们死亡。所幸的是,土地上先失去热并最早结冰的土地表层和江河湖泊的上层水给它们提供了天然的防寒保护层。较深的地层和冰层上面有绝热的冰雪封盖,因而热量消失很慢,在整个冬季冰雪下面的泥土的温度都在冰点以上,许多冷血动物如鱼、蛙、龟、蛇等整个冬天都盘据在岩石和泥土的深处等待春天的到来。

那么在冬天,它们不会饿死吗?由于生命之火维持在最小程度,它们不会饿死。一般来说,随着温度下降,生命组织反应将减慢。在严寒冬天,冷血动物的新陈代谢率只达到正常时的几分之一。它们可以几分钟才呼吸一次,30秒才心跳一次,在这种情况下,通常一天的食物足以维持二个月的生存,动物利用体内积聚的脂肪足以度过冬天。

那么热血动物,即鸟和哺乳动物,又是怎样度过冬天的呢?它们不怕身体结冰,因为它们有调节体温的办法,不管外界温度多少,总能使体温维持在一定的范围(如人体温37℃左右)。为此,热血动物要依靠厚厚的毛皮、羽毛层或脂肪层作为绝热层,不让体内的热量太快地散发出去。为了保持高的体温,必须维持高的新陈代谢,这意味着,鸟和哺乳动物必须不断地进食。然而在冬天,寻找食物是个大问题。但依靠海洋食物为生的哺乳动物和鸟类,不用担心冬天的食物,因为在冰层下面的水总是温和的,海洋动物在整个冬天都能获得足够的食物,所以海豹、海像、北极熊都能舒舒服服地在北冰洋过冬,同样南极洲的企鹅也能悠然自得地在南极海岸过冬。

一些哺乳动物也能依靠雪下生长的植物过冬。驯鹿、麝牛能靠一种叫驯鹿苔的地衣类植物度过冬天,只要从岩石土块旁拨开积雪,就能得到这种植物。

某些哺乳动物能像冷血动物一样,在冬天进入睡眠状态以减少或消除对食物的要求。当秋天的白天逐渐缩短时,它们尽可能多吃、长肥。一些动物,如金花鼠和仓鼠还能积聚干果和食物,以备过冬。动物长肥后,就变得行动迟缓、思睡,最后它们进洞入穴,在温度不太低的洞穴里,睡着度过冬天,这就是所谓的“冬眠”了。许多人认为熊也是冬眠动物,但是,大多数的哺乳动物仅仅只是“睡觉”而不是冬眠。首先,它们的体温只下降几度,从而依然保持活动能力,它们只是靠保持静止来节省一点能量罢了。它们主要还是靠体内积聚的大量脂肪或洞内积聚的干果和壳物来活命。那些洞里存积余食物的动物约每星期醒一次,吃一些食物。在冬天里熊还会随时醒来,四处寻食。

一些小型哺乳动物确实需要冬眠,个体越小的哺乳动物度过冬天越是困难。小型哺乳动物的体热比较容易散失,为了保持体温,小型哺乳动物要吃的食物相对大哺乳动物来说要多得多。为此,某些小型哺乳动物如土拨鼠、刺猬、睡鼠等在冬天根本不靠寻食保持体温来维持生命。它们在冬天来临前,不仅大吃食物、长脂肪,而且开始降低体温,一步步朝冬眠道路走去。它们进洞后,逐渐降低体温,最后把体温降至冰点左右,成了冷血动物,它们的心跳减到每分钟不到3次,而新陈代谢率只有正常时的三十分之一。有些冬眠的动物,一下子能睡上六个月,才悠悠然醒来。

当然,并不是所有的陆上动物都需要经受严寒的冬天,假如它们能方便而迅速地运动,它们就能赶上好的天气,假如它们生活在夏季干旱地区,它们能迁徙到更潮湿的地区,或者迁徒到南方,躲过冬天的严寒。那些能轻易而快速地运动的动物是有翅膀的动物,它们迁徒到很远的没有冬天的地方继续生存。这些动物包括某些昆虫和某些蝙蝠(飞行的哺乳动物),以及许多鸟类,某些鸟类往往要长距离迁徒躲避冬天,在新英格兰度过夏天的鸟可以飞到佛罗里达去过冬。在美国的蜂鸟,会在体内积聚足够多的脂肪,以维持为逃避冬天而进行横跨墨西哥湾到达墨西哥的长途飞行所需能量。

最令人惊奇的迁徒动物是一种像海鸥一样的、吃鱼为生的北极鸥,北极鸥在北美洲最北部地方孵化并度过夏天,由于海洋能提供丰富的食物,北极鸥无寻食困难之忧。当夏季过去,白天逐短时,小北极鸥已经完全长大,它们就开始向南迁徒,飞越11000英里来到南极洲的水域,并在那里度过另一个白天长、鱼食丰富的夏天。然后,当南极洲开始进入白天短的季节,它们又飞回到北极,并在那里产蛋和孵育新的一代。北极鸥是地球上度过昼长夜短的日子最多的生物。

人们还不了解动物度过冬天的各种办法的一切细节,人们也不知道究竟是什么使冬眠动物选择自己的冬眠的时机和地点,到底是什么信息使动物在冬天开始进入睡眠?又是什么信息使它们在冬眠的结束阶段突然醒来?动物冬眠可能和激素分泌有关,冬眠信息也可能是由温度、湿度变化而发生,但最重要的可能是白天长短的变化,因为后者是以比其他因素更为固定的节奏发生的。另外,人们目前也不能确切地知道,在进化的过程中,冬眠的习性是在什么进化阶段?究竟是怎样养成的?化石只能告诉人们动物机体结构是怎样随时间推移而改变和进化的,但是化石不能揭示动物行为的秘密。人们不知道,恐龙是否冬眠?也不知道,冬眠究竟在什么时代开始出现?候鸟的迁徒又是一个秘密,某种候鸟会在一年某个特定的时间,朝南沿着某个特定的路径飞到某个特定的冬季栖息处,然而它们又会在另一个特定时间,沿着某个特定路径飞回到原来的出发地点。不仅每次迁徒的目的地是相同的地方,而且迁徒的时间往往是在每年的同一天。科学家还不能确切地知道,候鸟是怎样导航和推算时间的?某些理论认为这种迁徒本领和太阳、星星有关,或和地磁场性质有关,但是至今并未发现确凿的证据。

但是有一点人们是知道得很清楚的,冬天的冰雪并没有击败生命,霜冻只使生命暂时退却。而一旦冬去春来,太阳重新暖和大地,依靠某种方法过冬的生命又将重新开始苏醒和活动了。




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