
今年的3月5日,是“驚蟄”,字面意思是冬眠的動物開始甦醒。但是,動物從冬眠中“醒過來”,其實有不止一種情況。
哺乳動物在冬眠的過程中,每過一段時間就會自動甦醒,受驚嚇或者溫度驟升驟降也會甦醒,之後再繼續休眠,這種狀態學術上叫作arousal。而今天我們要討論的“驚蟄”是指冬眠結束,動物的身體正式復工的狀態,學術上也有一個專門的名詞來描述,叫emergence。

12月份,豹鄉田旁邊小溪裡的蟾蜍,石頭下還有林蛙和魚 ©大貓

為什麼會醒?

中國古代認為是春雷喚醒了動物(《月令七十二候集解》雲:“二月節,萬物出乎震,震為雷,故曰驚蟄。”),而實際上叫醒動物的因素紛繁複雜,目前還沒有一個統一的答案。
首先,動物有內在的“生物鐘”,不需要外界提醒就可以啟動冬眠。但這個“生物鐘”並不總是準確的,實驗室裡,養在溫度和光照恆定環境下的金背地松鼠Callospermophilus lateralis,11個月冬眠一次,而不是一年冬眠一次。所以“內建”的節律還需要外界的環境調節,就像人如果不找個班上就會黑白顛倒一樣。
臨澤治沙區裡伸懶腰的狗獾
影響冬眠最顯而易見的因素當然是溫度。即使同處一地,積雪覆蓋、朝向、海拔等因素,也會影響動物甦醒的時間。但有些動物冬眠的環境溫度比外界要恆定得多,比如旱獺在地下深深的洞穴裡,蝙蝠在山洞或者礦洞的深處,它們就不太容易受到氣溫的影響了。另一個常見的調節哺乳動物生物鐘的因素——晝夜長短,也因為躲在地下不見天日,難以發揮作用。
有趣的是,蝙蝠即使深居洞穴中,它的活躍性和外面的氣溫仍然呈現明顯的正相關——也就是說,外面越暖和,它越活泛。這可能是因為內外溫差造成了空氣流動,讓蝙蝠知曉外面的春天是否到來。

“雪綿豆沙”。冬眠中的道氏鼠耳蝠Myotis daubentonii身上沾滿水珠。圖片來源:Lennart Lennuk / wikimedia
此外,社會關係也會影響到甦醒的時間。喜馬拉雅旱獺Marmota himalayana通常是一家子(配偶和小孩)睡在一個洞裡冬眠,一起睡,一起醒。地松鼠一般是雄性比雌性醒得更早,這可能是為了早早加入到求偶競爭中去。可見,即使是齧齒動物,也要面臨內卷和躺平的兩難抉擇。

旱獺和藏狐 ©大貓

冬眠的特殊意義

冬眠不是簡單地睡過去,而是一種極其特殊的生理狀態。我國研究最多的冬眠動物達烏爾黃鼠Citellus dauricus,在“正常”狀態下能量消耗是64.87卡/克體重,而冬眠時降到0.92卡/克體重,也就是“清醒”狀態的1/70不到,呼吸從每分鐘47.2次下降到每分鐘1次,體溫最低只有-2.43℃。
冬眠之後的“重啟”也是需要特殊裝備的。大部分冬眠哺乳動物都有一種特殊的脂肪——棕色脂肪組織,這種脂肪不是能量倉庫,而是專門產熱的“鍋爐房”,產熱能力是其他組織的10倍,冬眠的大棕蝠Eptesicus serotinus可以在30分鐘內,靠著棕色脂肪組織的供熱,體溫從8℃上升到37℃。

達烏爾黃鼠是鼠疫的潛在攜帶者,這也是針對它的研究很多的原因之一 ©大貓
從冬眠到甦醒,動物體內也在發生天翻地覆的變化,比如達烏爾黃鼠正常的血壓是132.6毫米汞柱,冬眠時只有61.5毫米汞柱,在冬眠和清醒中切換,它的大腦要承受極端的缺血和洪水般的“加血”。大腦是很嬌貴的器官,在人身上,腦部血流量變化過大,可能導致嚴重的損傷。
研究冬眠動物如何適應這種極端的變化,對中風、頭部創傷和阿爾茨海默症的研究都很有價值。這是生物多樣性的價值裡,常常被人忽視的一方面:各種生物對未來科研的潛在參考價值。只是這方面的價值很難變現,往往被我們忽視了。

花鼠(也叫花栗鼠)本身儲存的脂肪不足以撐過冬眠期,它會儲存堅果等食物在洞穴裡,在冬眠過程中時而醒來“加油” ©大貓
雖然我們對冬眠的瞭解還很初步,但人類活動對環境的影響,已經逐漸反映到冬眠動物身上了。對美洲黑熊的研究發現,影響熊冬眠的主要因素是氣溫:春季每升高1℃,甦醒就會提前3.5天。所以全球變暖將影響到熊的冬眠時間。冬眠的好壞,不僅會影響到熊的種群生存,也會觸發人熊衝突。
比如,在我國三江源地區,棕熊結束冬眠要比它的主要食物旱獺更早,所以春天的熊往往處在飢不擇食的狀態下。西南財經大學的才讓本(Tsering Bum)教授在哥倫比亞大學的一個會議上提出,氣溫升高導致青藏高原的棕熊更早甦醒,但旱獺的甦醒時間並沒有受此影響,因此棕熊“鬧饑荒”的問題更加嚴重,導致它們頻頻闖進牧民的小屋去偷竊食物。

根據《氣候變化風險評估及治理(2021)》推測,在中等排放情景下,青藏高原的年平均氣溫到2050年將升高1.5℃,極端降水明顯增加(對於動物來說,下雪更多,則食物更難找)。未來人獸衝突的問題會不會更嚴重呢?我們會不會面臨更大的事件,比如生態系統和生物多樣性的崩潰呢?
我們常認為時間是一成不變的東西,節令作為先人在時間上做出的標記,理應也是不可更改,但未來的“驚蟄”還會不會在我們習慣的驚蟄時分發生呢?
參考文獻
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“水泥森林”並不是生命的禁區,城市也可以是野生動物的家園。本期貓盟直播,我們邀請到了復旦大學生命科學學院研究員王放老師來分享。
王放老師將從北大保護小區的前世今生開始說起:
城市的野生動物都躲在哪裡?
城市的“綠野仙蹤”該如何守護?
在城市看到野生動物應該“麼麼噠”還是“怕怕怕”?
如何與動物鄰居保持禮貌優雅的邊界感?
城市中的野生動物和山野裡的野生動物有啥區別?
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3月6日(週四)19:00見!
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