酷科学

小科普|动物们过冬的秘密

  • 日期:2021.01.05
  • |
  • 来源:TNC


1

美洲鼹  © Chris Helzer/TNC


在美国阿拉斯加沿海地区,每到鲑鱼洄游季节,棕熊都会一头扎进河里,享用鲑鱼大餐。这是棕熊进化过程中必不可少的一部分,它们用这种方式为漫长的冬眠做准备。在冬眠过程中,棕熊的身体能够实现自我恢复,而且几乎不损失肌肉,简直不可思议。

不过,并不是只有棕熊和黑熊会为过冬囤积脂肪,其他动物也有自己储存能量的方式,不管是通过储藏食物,还是在生理上做出改变。

接下来,就让我们一起来看看动物们有哪些独特的过冬准备工作。


2

美洲鼹正在展示自己用来挖洞的巨大前肢。© Kenneth Catania, Vanderbilt University

 

鼹鼠

大多数人以为鼹鼠是啮齿动物,但实际上它们是食虫动物(主要以虫类为食,也以两栖类、爬行类等为食),每天要吃掉和自己等重的食物。鼹鼠长期生活在地下,几乎什么也看不见,每天根据振动捕食虫子等猎物。它们去到哪里,就留下一条条错综复杂的地下通道。

普渡大学(Purdue University)昆虫学教授蒂莫西·吉布(Timothy Gibb)说,鼹鼠的主要食物是蚯蚓。

与草原犬鼠等地下动物不同,鼹鼠不会冬眠。它们到了冬天仍能保持活跃,将洞穴挖得更深,直至土层冰冻线以下,还会在地上堆起小土堆。

吉布说,对鼹鼠和鼩鼱来说,到了冬天,猎物的选择越来越少。因此,它们会提前把捕获到的猎物储存在特殊通道里,以备不时之需。

研究人员认为,鼹鼠的唾液里含有能够麻醉猎物的毒素,可以把捕获的蚯蚓麻醉后储存它们的活体。哺乳动物协会的一份报告就记录了这样的一个“食品储藏室”:里面大约有470条半瘫痪的蚯蚓,身上布满了鼹鼠细小的咬痕。

 

3

蜜罐蚁属  © Smithsonian Institution-NMNH-Insect Zoo

 

蜜蚁

大多数昆虫并不会储存食物以适应严寒的冬天,而是选择迁徙来躲避寒冷,它们也会留下耐冻的虫卵或蚁后。比起个体的生存,物种的繁衍更为重要。

吉布说,蜜蚁的生活习性很像与之同名的蜜蜂。

蜜蚁在秋天的大部分时间里都在收集一种叫做蜜露的粘稠物质。虽然这个名字听起来很可爱,但实际上,蜜露是蚜虫和介壳虫吮吸植物汁液后,从肛门分泌出来的一种含糖副产品。

蜜蚁负责收集蜜露,带回蚁巢,将蜜露喂饲“贮蜜蚁”。吃饱后,贮蜜蚁的腹部会胀到正常情况下的几倍大。

整个冬天,贮蜜蚁都会倒挂在蚁穴中,就像一个活体储藏箱。一旦蜜露耗尽,蚁群会催促贮蜜蚁反刍出蜜露,帮助蚁群渡过难关。

 

4

山雀  © Darrell Bodnar / TNC

 

山雀

在动物世界里,贮藏食物并不是一种罕见的技能。例如,松鼠会在森林周围储存大量的坚果。在一些地方,这种行为甚至能导致整个森林系统的变化。

有些动物往往会把坚果和种子储存在隐蔽的地方,然后就忘记了具体位置,这已经成为一些植物物种繁殖的新方式。

然而,黑顶山雀——一种小型鸣禽——却能记住它们在树上和地下的数百个储藏食物的地点。

它们是怎么做到的?

近30年前,知名研究人员阿纳特·巴尼亚(Anat Barnea)和费尔南多·诺特博姆(Fernando Nottebohm)首次发表报告称,山雀大脑的海马体数量在每年10月前后会出现增长,以新神经元取代旧神经元。他们对比了野生山雀和圈养山雀的大脑。实验过程中,研究人员尽可能多地给圈养山雀喂食。结果显示,圈养山雀大脑神经元的更新速度远远慢于野生山雀。

山雀每年储存食物的地方都不同。 “为了记住这些位置,它们进化出了一种轻量化大脑机制,很容易就能‘更新换代’,”《纽约时报》写道,“山雀的大脑可以丢弃不再适用的脑细胞,然后引入一批新的较易改变的脑细胞。”

到了春天,山雀不再储存食物,也就不需要如此巨大的脑容量来记忆储藏点,它们的大脑逐渐萎缩。

 

5

束带蛇  © Matt Modlin /TNC Photo Contest 2019

 

爬行动物

本文提到的所有动物,以及大多数在恶劣环境中过冬的动物,都会以各自的方式在冬天来临之前囤积食物。

但是对于爬行动物来说,在“冬化”之前进食可能会致死。

爬行动物属于冷血动物,需要热量来帮助新陈代谢。这意味着,当它们躲进地下等待严寒时,如果胃里还有食物,这些食物就会腐烂发臭。

你应该知道,食物在动物肚子里腐烂是很可怕的事情。

在气温骤降的地区,爬行动物在撤退到地下、岩石下或安全的洞穴之前就会停止进食。

在这段时间里,爬行动物会进入冬化期——它们变得行动迟缓,很少活动,但并不会冬眠。爬行动物的身体会降低新陈代谢的速率,它们不需要食物和能量来维持生命,但仍然需要温暖的环境。这就是为什么蛇到了冬天就不再单独行动,而是常常群居越冬,盘踞在一起,在春天到来之前保持温暖,也保持相对舒适。