冬天来到了,北风呼啸,草木凋零,熙熙攘攘的大自然顿时变得分外宁静,那些爱喧闹的昆虫、池塘边的青蛙、江河中的鱼儿、屋檐下的编幅都不见了。它们到哪里去了?原来,这些动物都躲藏在窝里,不吃也不动,开始冬眠了。
冬眠是许多动物对严酷的自然环境的一种适应。为什么这些动物不吃东西,居然能度过漫长的冬天呢?这是因为在冬眠之前,它们大多都做过一番紧张的准备工作:一方面是大吃大喝,使体内的皮下脂肪大为增加,把自己养得又肥又胖;另一方面是积极筹备“粮草”。东欧有一种田鼠,在冬眠前能准备25千克的干草供自己所用。中亚细亚沙漠中的大沙土鼠,不仅能大量收集干草,而且能巧妙地用嘴咬断树枝,插人土中,把干草包围住,以防被寒风吹走。狼、獾、北极狐等肉食性动物,在越冬前会杀死大量小动物,作为口粮储藏起来。
尽管这些动物的体内已积累了大量的营养物质,也有了食物储备,可是冬眠期有好几个月,怎么够用呢?请不必担心。动物在冬眠时,往往处于昏迷或熟睡状态,它们已把新陈代谢降低到最低的限度:体温下降,消化停止或十分缓慢,血液循环减慢,心脏的收缩强度大大减弱,脉搏和呼吸次数显著降低,这时消耗的营养物质也就大为减少了。例如,蝙蝠在冬眠时每分钟的呼吸次数只有五六次,旱獭每分钟仅二三次。刺猬原来每分钟呼吸50次,但熟睡时几乎可以不吸人空气,把它扔进水里,过半小时捞上来也不会淹死。睡鼠在冬眠时身体很硬,呼吸也变得非常微弱,把它当作一只球放在地上滚来滚去,也不会轻易醒来。
动物冬眠的姿势是各不相同的。蝙蝠往往在屋梁上或山洞顶部的隐蔽处,把身体倒挂着呼呼熟睡;刺猬、松鼠和狗獾等在洞穴或窝巢中抱头大睡;蛙和蟾蜍埋在池底的泥里睡觉;石头下、枯叶堆、树洞里,都可以成为晰蜴的冬眠场所;蜗牛则躲藏在石缝或枯叶间,连自己的壳也封闭起来,只留一个小孔供呼吸用。
温带地区的许多淡水鱼,也有冬眠的习惯。冬天,鲤鱼就像吃了安眠药一样,游进深水处,进入蛰伏状态。据测定,在未被冻死前,鲤鱼的体温几乎可以下降到-1℃。这时鲤鱼已停止呼吸,宛如死去了一般,可是气温一上升,它便很快复活了。
美洲黑熊在秋天吃饱喝足,把身子养胖以后,就跑进深山岩洞,把自己封闭起来,开始安安稳稳地冬眠了。这时候,它们只需要一点氧气,就能足足睡上四五个月,既不进食,也不喝水,甚至连排尿也停止了。黑熊在停止排尿以后,是否把含氮废物贮存在体内呢?恰恰相反,冬眠时黑熊血液中含氮废物的浓度还会有所下降呢!
这种奇特的现象究竟是怎样造成的呢?美国伊利诺伊理工学院的纳尔逊博士等人,通过10年的研究终于揭示了其中的奥秘。冬眠时黑熊的肾脏几乎不产生尿,即使有很少一点尿,也采用独特的方式处理了。尿液是在膀胱内被吸收的,而尿素则在肠内被肠道细菌分解为氮,然后重新加以利用。冬眠时黑熊体内的脂肪,进入新陈代谢过程后,会产生大量的丙三醇(甘油),而氮是被丙三醇吸收,并被用来合成氨基酸和蛋白质的。
研究者分别给冬眠的黑熊和正常的黑熊注射带有少量放射性元素的丙三醇,然后检查它们的血液。结果发现,含有放射性元素的尿只出现在正常黑熊的体内,而在冬眠黑熊的体内却没有一点踪影。注射带有放射性元素的氨基酸时,也出现了同样的情况。科学家解释说,这是因为在冬眠的黑熊体内,作为基本材料的丙三醇和氮是周而复始、循环使用的。这样,含氮的废物就不会累积起来,这与正常黑熊体内的代谢过程是不一样的。