從夯到拉，論動物過冬，誰是王者？

冬眠的瓢蟲，你見過嗎？ 圖源/視覺中國

冷冷冷冷冷……深冬已至！很難想象，如果沒有空調(diào)和暖氣，寒冬該如何抗過去。然而在廣袤的雪山、草原、湖泊和海洋里，動物們也在迎接著一年中最嚴(yán)酷的考驗。

它們都是如何度過寒冬的呢？

一個字：睡！

冬眠系：長眠不醒 節(jié)能王者

冬眠——眾所周知的動物過冬技能。

小學(xué)課本里的文章還記得不？“下雪啦！雪地里來了一群小畫家。小雞畫竹葉，小狗畫梅花……青蛙為什么沒參加？它在洞里睡著啦！”沒錯，睡覺的青蛙正是在冬眠。

冬眠后從家中爬出來的蟾蜍（蟾蜍是青蛙的一種哦） 圖源/視覺中國

冬眠又叫“冬蟄”，為了應(yīng)對嚴(yán)寒和食物短缺問題，大自然里的許多動物會把身體調(diào)成“節(jié)能模式”，比如降低代謝、調(diào)解體溫，以一場長達(dá)數(shù)月的大睡乃至“死睡”，把冬天這個季節(jié)給“略”過去。

頂級睡神：蝙蝠，它們能一口氣睡上好幾個月！圖為倒掛睡覺的鼠耳蝠 圖源/圖蟲

像青蛙、蛇等變溫動物在冬季會進(jìn)入蟄伏狀態(tài)，以刺猬為代表的異溫動物，還有我們熟悉的大多數(shù)熊、旱獺等恒溫動物，則有冬眠的習(xí)性。

先說說旱獺，這個名字有點“官方”，不過它的表情包你估計沒少用，就是那只驚聲尖叫的土撥鼠。

土撥鼠是典型的冬眠動物，一年里有一半以上的時間都在熟睡，冬眠時，它們的心跳會從每分鐘80次暴跌至每分鐘4~5次。有意思的是，它進(jìn)入冬眠和醒來的時間都不是很準(zhǔn)確。

睡醒后先打一架！

一般說來，當(dāng)草木枯黃、下雪以及氣溫接近0℃的時候，它就會開始冬眠。反之，雪化了，植物發(fā)芽，或者氣溫到零上了，它就會出洞活動。

土撥鼠出洞、探頭，瞧瞧能不能看到自己影子~ 圖源/視覺中國

國外有個“土撥鼠日”，專門慶祝土撥鼠出洞。說是2月2日這天，土撥鼠會從冬眠中醒來，出洞穴瞧瞧，要是看到了自己的影子，就證明天兒還冷，立馬轉(zhuǎn)身回去睡“回籠覺”，這“回籠覺”時間不短，大概要六周。等土撥鼠出門沒有看到自己的影子，那意味著春天就快到了，可以出門活動。

1993年奇幻喜劇電影《土撥鼠之日》截圖，主人公被困在土撥鼠之日這天的時間循環(huán)中

早期的歐洲，農(nóng)民們相信土撥鼠的行為可以預(yù)測天氣。所以每到2月2日，農(nóng)民們會觀察土撥鼠是否看到自己的影子，以此判斷春天的到來與否。這個習(xí)俗后傳入加拿大和美國賓夕法尼亞等州：人們會在清晨聚集，等待著名土撥鼠“菲爾”的出現(xiàn)。雖然土撥鼠的“預(yù)言”并沒有科學(xué)依據(jù)，但它為人們提供了一個歡樂聚會的理由。圖源/Renovablesverdes

再說我們熟悉的刺猬，它其實是一種異溫動物，由于沒辦法像恒溫動物那樣完全穩(wěn)住自己的體溫，略微會受到環(huán)境的影響，所以天一冷它就會去找個坑，扒拉點枯枝樹葉當(dāng)被窩，一頭栽進(jìn)去就能睡一冬天。

在樹葉堆中“熟睡”的歐洲刺猬 圖源/視覺中國

冬眠中的刺猬，體溫會降到5~10℃，此時的就是世界上體溫最低的哺乳動物之一了。冬眠中的刺猬幾乎不進(jìn)食、不排泄，但它會翻身！被窩不舒服了或者受到打擾了，它就會“骨碌骨碌”翻騰幾下，調(diào)整到一個舒服的狀態(tài)，有的甚至?xí)诿悦院袑ふ倚碌谋桓C。

有時候別說動物了，連人類到冬天都會切換“起床困難模式”。我們此前還有一篇詳解的文章，感興趣的可以順道去看看，其實科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，早期人類可能也有冬眠的習(xí)性......

凍成冰雕也能滿血復(fù)活？

上文那只“在洞里睡著了”的青蛙，是我們再熟悉不過的“冬眠黨”，但蛙類的冬眠和土撥鼠、刺猬一類的還真不太一樣，它們的身體內(nèi)部會發(fā)生一些神奇的變化，以避免在冬眠的過程中“噶掉”。

冬天，木蛙會把自己冰凍起來，到春天再“解凍” 圖源/JANET M. STOREY

以生活在北極地區(qū)的木蛙為代表，作為一種變溫動物（俗稱冷血動物），它的體溫大受環(huán)境影響！冬天一來，它就會像刺猬一樣鉆進(jìn)落葉堆或泥土里，開始冬眠。和刺猬不一樣的是，它維持體溫的能力“太差”了，要是體溫隨著環(huán)境溫度變，到了零下一、二十度，它能不能活下來還是未知。所以，在被外界環(huán)境“凍死”之前，它會先主動把自己凍起來。

處于類冬眠狀態(tài)中的木蛙 圖源/Fish and Wildlife Service

木蛙的“冷凍過程”由表及里，表層皮膚先凝結(jié)出一層冰晶，然后漸漸向里走，直到體內(nèi)三分之二的液體結(jié)成冰。這時候，蛙就成了一個冰坨坨，沒有呼吸，沒有心跳，也檢測不到任何腦活動。這難道不是已經(jīng)“噶掉”了嗎？

NONONO！它還能復(fù)活！因為它身體內(nèi)部還有沒凍起來的部分。

早在木蛙表皮結(jié)冰的時候，它的大腦就發(fā)信號給肝臟，把體內(nèi)的糖原轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖和蛙蛙體內(nèi)的尿素，共同構(gòu)成一種“生物防凍液”。

冷凍期間，木蛙會將葡萄糖、尿素這些小分子抗凍劑（如圖中的棕色小圓球）送入細(xì)胞內(nèi)部，從而使水的凝固點降低，讓細(xì)胞內(nèi)一直保持著液態(tài)。 圖源/PubMed

這“防凍液”原理主要有三點：一是增加細(xì)胞液的濃度，降低細(xì)胞內(nèi)部結(jié)冰的可能性；二是保護(hù)細(xì)胞膜，就算產(chǎn)生冰晶，也不至于把細(xì)胞膜系統(tǒng)戳破，從而保護(hù)體內(nèi)重要的器官不受損；第三就是控制細(xì)胞內(nèi)外的滲透差。

冰凍前的木蛙（左上），與冰凍后的木蛙（左下）。極端情況下，木蛙最低能耐受-18°C的嚴(yán)寒，就算冷凍了7個月，氣溫升高后它依然能“化凍復(fù)活”！圖源/環(huán)球科學(xué)

簡單來說，就是木蛙的血液被凍住了，但是真正結(jié)冰的是以水分為主的血漿部分，紅細(xì)胞內(nèi)部不結(jié)冰，關(guān)鍵器官沒受傷。

如此，春天一來，天一暖和，木蛙就能“化凍復(fù)活”！

換裝系：顏值&保暖雙buff

不冬眠的動物會怎么過冬呢？

像人類一樣，動物也會有自己的“過冬穿搭”，通過換上更厚、更密的冬毛或冬羽，并增加皮下脂肪，來減少熱量散失。其中有些顏值還會“爆炸式”變化，北極狐、雪兔、雷鳥等恒溫動物就是其中代表。

澄清一下：是狐不是狗哈~

北極狐是犬科動物中毛色季節(jié)性變化最顯著的物種之一。冬季時全身披掛純白色的厚密絨毛以適應(yīng)冰雪環(huán)境，夏季則換上一身短而致密的棕灰或青灰色毛，能與北極苔原的巖石和植被融為一體。

夏天的北極狐 VS 冬天的北極狐 圖源/網(wǎng)絡(luò)

顏值飆升對不對？不要小瞧它這身皮，拉升顏值只是抗寒保命的附贈功能。

冬天的北極狐，不僅毛的顏色會變白，數(shù)量還會變多，每平方厘米的皮膚大約能有20,000根毛發(fā)，比夏毛要密3倍。除了數(shù)量上的暴漲，毛發(fā)本身的構(gòu)造也有巧思，其空心的結(jié)構(gòu)可以鎖住空氣，形成高效隔熱層，最大限度抵御冷空氣。而且白色還能與冰雪融為一體，不易被天敵發(fā)現(xiàn)。

北極狐冬天時完全就是個糯米團(tuán)子~ 圖源/網(wǎng)絡(luò)

北極狐的換毛是一種季節(jié)性生理過程。在它們眼球后面有一個名為“松果體”腺體，它能感知外界環(huán)境的光線變化，來調(diào)節(jié)狐貍體內(nèi)褪黑激素的分泌。當(dāng)秋天日照時間縮短時，松果體就會增加褪黑激素的分泌，從而關(guān)閉黑色素合成開關(guān)，啟動白色冬毛的生長。春季日照延長則觸發(fā)相反過程。????

抱團(tuán)系：取暖聯(lián)盟

無論“冬眠”還是“假死”，一到冬天很多動物就“消停”了。不過有種動物卻反其道而行之，它就是蜜蜂。這種以“勤快”著稱的小東西，一到冬天更是忙瘋了。

冬日蜂箱 圖源/網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)氣溫跌破10℃時，所有蜜蜂就會抱在一起，結(jié)成一個直徑20~30厘米的蜂團(tuán)。控制蜜蜂翅膀扇動的肌肉，會以等長收縮的模式，交替收緊和放松，由此制造熱量，維持溫度。蜂王呢，就處在蜂群的絕對C位，也就是最溫暖、最舒適的地方。

被包裹在最里面的一般是蜂王和雄峰，最外層的則是又冷又累的工蜂 圖源/網(wǎng)絡(luò)

不過，處在最外層的蜜蜂也不會太冷就是了，它們會努力收縮放松翅膀肌肉，讓溫度維持在10攝氏度以上。一直動就會一直有消耗，所以氣溫下降前的那個夏天，它們會瘋狂采花產(chǎn)蜜，用來保證過冬的存糧。

囤糧系：多多益善沒毛病

這種提前“囤糧”的策略，很多不冬眠的動物都會采用。

松鼠，就是典型的囤糧派。其實它們的囤積行為遍布四季，春夏秋冬，只要找到果子他們就會囤，而且囤得相當(dāng)有水平。

正在囤食的松鼠 圖源/網(wǎng)絡(luò)

一般來說，如果遇到不完美的或者有寄生蟲的果子，它就會當(dāng)場吃掉，沒錯，有蟲也吃。而完好無損、不受污染的果子，它們就會給藏起來。為什么先吃壞的呢？難道是一只眼睛不好使的松鼠？那倒不是，因為有蟲的果子存不住，而且松鼠還挺愛吃小蟲子的，也算是增加蛋白質(zhì)的攝入了。

多倫多的一個樹兜里，被塞了很多北美黑胡桃，很大概率是當(dāng)?shù)氐幕宜墒蟾傻模瑸榱素埗婕Z~ 圖源/蔚藍(lán)sonata

不過松鼠的糧倉有點多，它喜歡到處找地方分散囤糧。原因很簡單，多一個糧倉多一條活路，一個糧倉被搶，還有很多備用的，不怕被餓死。不過，糧倉太多也有弊端，松鼠有時候記不住藏哪了。

囤糧這方面，能與松鼠的糧倉一較高低的，還有河貍。

國家一級保護(hù)動物，著名大自然工程師——河貍！圖源/騰訊公益

它不以數(shù)量取勝，而從寬敞程度上碾壓。河貍是一種會筑巢的動物，主要以樹皮、樹枝、水草和其他水生植物為主。所以天氣冷下來之前，河貍就會大量囤糧，來扛過寒冬。

河貍出門“拿外賣”實景圖：叼樹枝回家享用~

河貍的糧倉建得相當(dāng)有水平。它們會先把粗一點的樹枝插入河底，然后橫七豎八、交叉著往上堆砌粗細(xì)不一的樹枝，這樣就構(gòu)建成了一個儲藏空間基底。后面再把收集到的食物堆在上面，由此形成一個長長的食物堆。水有多深，它們的食物就能堆多高；河面有多廣，食物就能堆有多寬。

河貍的家側(cè)面圖：最底層是各種石頭堆疊成根基，其次是木頭、樹枝和樹葉。為了營造一個安全、舒適的環(huán)境，它們會將巢穴安置在河上，并且將巢穴的出入口安放在水中。 圖源/網(wǎng)絡(luò)

河貍在中國主要分布在新疆東北部的青河、布爾根河和烏倫古河等水體，這些地方的冬天特別冷，河水一旦封凍，這段水域就成了一個越冬的大冰箱。

所以冬季來臨時，河貍們就會躲在自己的巢穴里“貓冬”，透過冰層的呼吸孔換氣，餓了就啃食儲存的樹枝樹皮，活得安穩(wěn)又自在。

跑路系：空間換時間的旅行家

當(dāng)“就地過冬”成本過高時，一些動物就會選擇遷徙，通過周期性地在繁殖地和越冬地之間長途移動，來度過寒冬。

中國大部分燕科鳥類都是候鳥，它們會跟著食物走。簡單來說，就是哪里有吃的，就往哪里飛。

頤和園古建筑斗拱邊的北京雨燕 圖源/視覺中國

北京雨燕，別看以城市的名字命名，但它是野生候鳥。每年7月底、8月初，秋天還沒過完，他們就開始從北京往外飛了。

北京雨燕其實是普通雨燕的一樣亞種，分布在亞歐大陸的大部分地區(qū)。圖中紅色是普通雨燕繁殖地，藍(lán)色是越冬地。圖源/網(wǎng)絡(luò)

不過，神奇的是，它們并不是一路南下，而是往西北飛到蒙古國，再從蒙古國飛回中國新疆北部。到8月中旬，它才進(jìn)入非洲。之后就一路南下，直到到達(dá)最終的目的地，南非。這場遷徙全程14733公里距離，耗時111天。無論從距離，還是從速度，北京雨燕的飛行能力也都是數(shù)一數(shù)二的。

北京雨燕的飛行路徑 圖源/北京科技中心

北京雨燕的遷徙過程也不是嗷嗷趕路，它們也得吃喝。整個越冬遷徙的過程中，它們大約會停留2~6次，主要停在剛果盆地周邊、紅海西南岸，以及里海南岸。為啥停在這些地方呢？就一點，有吃的。

北京雨燕以空中飛舞的小昆蟲為食，在沿途飛行中，蒙古國和非洲大草原會孕育大量蚊蟲，它們可以一邊飛行，一邊捕食。 圖源/Ran Schols

如果過冬分段位，你覺得哪個小動物更有本事呢？

這個“從夯到拉”排行，你怎么看？歡迎到評論區(qū)留言~

動物們的過冬方式看似五花八門，其實都遵循著同一個原則，用盡可能少的能量，熬過食物匱乏、天寒地凍的日子。無論是冬眠、遷徙，還是囤糧、換毛、聚眾取暖，都是進(jìn)化寫就的最優(yōu)生存策略，也是動物們在億萬年的進(jìn)化中，為自己量身定制的“最優(yōu)解”。

這兩只是冬眠中的北極地松鼠，也是目前哺乳動物最低體溫的紀(jì)錄保持者！北極地松鼠：“別看了，我們沒噶。” 圖源/Joel Sartore

參考資料：

上海自然博物館《停止內(nèi)卷的終極辦法：冬眠！？》

國家自然博物館《冬季年年過，睡睡各不同》

中國氣象局《揭秘昆蟲越冬術(shù)》

武漢自然博物館《武漢下雪了，北極動物也穿上了毛衣》

中科院物理所《瘋狂囤貨把自己吃成大胖球！盤點那些愛“囤囤囤糧”的小動物們》

中國國家地理圖書《河貍：你瞅啥？瞅你咋地？》

數(shù)字北京科學(xué)中心《北京中軸線上的雨燕，真的永遠(yuǎn)不能落地嗎？》

來源：中國國家地理探索

編輯：楊樂多

轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原公眾號