惊蛰了!鼠条獾饼开始“解冻”了!
今年的3月5日,是“惊蛰”,字面意思是冬眠的动物开始苏醒。但是,动物从冬眠中“醒过来”,其实有不止一种情况。
哺乳动物在冬眠的过程中,每过一段时间就会自动苏醒,受惊吓或者温度骤升骤降也会苏醒,之后再继续休眠,这种状态学术上叫作arousal。而今天我们要讨论的“惊蛰”是指冬眠结束,动物的身体正式复工的状态,学术上也有一个专门的名词来描述,叫emergence。
12月份,豹乡田旁边小溪里的蟾蜍,石头下还有林蛙和鱼 ©大猫
为什么会醒?
中国古代认为是春雷唤醒了动物(《月令七十二候集解》云:“二月节,万物出乎震,震为雷,故曰惊蛰。”),而实际上叫醒动物的因素纷繁复杂,目前还没有一个统一的答案。
首先,动物有内在的“生物钟”,不需要外界提醒就可以启动冬眠。但这个“生物钟”并不总是准确的,实验室里,养在温度和光照恒定环境下的金背地松鼠Callospermophilus lateralis,11个月冬眠一次,而不是一年冬眠一次。所以“内置”的节律还需要外界的环境调节,就像人如果不找个班上就会黑白颠倒一样。
影响冬眠最显而易见的因素当然是温度。即使同处一地,积雪覆盖、朝向、海拔等因素,也会影响动物苏醒的时间。但有些动物冬眠的环境温度比外界要恒定得多,比如旱獭在地下深深的洞穴里,蝙蝠在山洞或者矿洞的深处,它们就不太容易受到气温的影响了。另一个常见的调节哺乳动物生物钟的因素——昼夜长短,也因为躲在地下不见天日,难以发挥作用。
有趣的是,蝙蝠即使深居洞穴中,它的活跃性和外面的气温仍然呈现明显的正相关——也就是说,外面越暖和,它越活泛。这可能是因为内外温差造成了空气流动,让蝙蝠知晓外面的春天是否到来。
“雪绵豆沙”。冬眠中的道氏鼠耳蝠Myotis daubentonii身上沾满水珠。图片来源:Lennart Lennuk / wikimedia
此外,社会关系也会影响到苏醒的时间。喜马拉雅旱獭Marmota himalayana通常是一家子(配偶和小孩)睡在一个洞里冬眠,一起睡,一起醒。地松鼠一般是雄性比雌性醒得更早,这可能是为了早早加入到求偶竞争中去。可见,即使是啮齿动物,也要面临内卷和躺平的两难抉择。
旱獭和藏狐 ©大猫
冬眠的特殊意义
冬眠不是简单地睡过去,而是一种极其特殊的生理状态。我国研究最多的冬眠动物达乌尔黄鼠Citellus dauricus,在“正常”状态下能量消耗是64.87卡/克体重,而冬眠时降到0.92卡/克体重,也就是“清醒”状态的1/70不到,呼吸从每分钟47.2次下降到每分钟1次,体温最低只有-2.43℃。
冬眠之后的“重启”也是需要特殊装备的。大部分冬眠哺乳动物都有一种特殊的脂肪——棕色脂肪组织,这种脂肪不是能量仓库,而是专门产热的“锅炉房”,产热能力是其他组织的10倍,冬眠的大棕蝠Eptesicus serotinus可以在30分钟内,靠着棕色脂肪组织的供热,体温从8℃上升到37℃。
达乌尔黄鼠是鼠疫的潜在携带者,这也是针对它的研究很多的原因之一 ©大猫
从冬眠到苏醒,动物体内也在发生天翻地覆的变化,比如达乌尔黄鼠正常的血压是132.6毫米汞柱,冬眠时只有61.5毫米汞柱,在冬眠和清醒中切换,它的大脑要承受极端的缺血和洪水般的“加血”。大脑是很娇贵的器官,在人身上,脑部血流量变化过大,可能导致严重的损伤。
研究冬眠动物如何适应这种极端的变化,对中风、头部创伤和阿尔茨海默症的研究都很有价值。这是生物多样性的价值里,常常被人忽视的一方面:各种生物对未来科研的潜在参考价值。只是这方面的价值很难变现,往往被我们忽视了。
花鼠(也叫花栗鼠)本身储存的脂肪不足以撑过冬眠期,它会储存坚果等食物在洞穴里,在冬眠过程中时而醒来“加油” ©大猫
虽然我们对冬眠的了解还很初步,但人类活动对环境的影响,已经逐渐反映到冬眠动物身上了。对美洲黑熊的研究发现,影响熊冬眠的主要因素是气温:春季每升高1℃,苏醒就会提前3.5天。所以全球变暖将影响到熊的冬眠时间。冬眠的好坏,不仅会影响到熊的种群生存,也会触发人熊冲突。
比如,在我国三江源地区,棕熊结束冬眠要比它的主要食物旱獭更早,所以春天的熊往往处在饥不择食的状态下。西南财经大学的才让本(Tsering Bum)教授在哥伦比亚大学的一个会议上提出,气温升高导致青藏高原的棕熊更早苏醒,但旱獭的苏醒时间并没有受此影响,因此棕熊“闹饥荒”的问题更加严重,导致它们频频闯进牧民的小屋去偷窃食物。
青海一个垃圾场里觅食的棕熊 图片来源:山水自然保护中心
根据《气候变化风险评估及治理(2021)》推测,在中等排放情景下,青藏高原的年平均气温到2050年将升高1.5℃,极端降水明显增加(对于动物来说,下雪更多,则食物更难找)。未来人兽冲突的问题会不会更严重呢?我们会不会面临更大的事件,比如生态系统和生物多样性的崩溃呢?
我们常认为时间是一成不变的东西,节令作为先人在时间上做出的标记,理应也是不可更改,但未来的“惊蛰”还会不会在我们习惯的惊蛰时分发生呢?
参考文献
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