书城科普小学生最想知道的100个为什么:科学的秘密
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第85章 为什么有的动物一到冬天就要冬眠?

显然这是不可能发生的事情。首先,你根本睡不了那么长时间。其次,几天之后就必须要补充水分。第三,你会被冻死。

冬眠其实并不是睡眠,而是一种特殊的方式,用来降低体温和减慢心跳,以便在能量缺乏时减少消耗。

美国伊利诺伊大学的拉尔夫·乃尔森教授告诉我们,那些被科学家称为“真正的”冬眠动物,像是极地松鼠之类的小动物,它们和熊等动物是有一些不同的。相比之下,熊的冬眠形式要更浅一些。

随着那些小动物进入“真正的”冬眠,它们的心跳要从平常的每分钟150至300次,减少到每分钟7次甚至更少。(有些生活在加利福尼亚的极地松鼠,它们的心跳数竟然只有每分钟一次。)而它们原本在100华氏度左右的体温,则会降到地洞中空气温度的水平,有可能达到冰点的32华氏度。

一只动物一旦进入了冬眠,它对这个世界发生的事就毫无反应了。乃尔森说,如果你偶然在它的窝里发现了正在冬眠的动物,即使把它扔到外面,甚至打两下,它依然纹丝不动。

不过,这些小动物并不会一直“昏睡”。每隔几周,或者四天左右的时间,它们都会像从麻醉中苏醒的病人一样,从冬眠中醒来。它们要给自己弄点水喝,也许还会吃点东西,再上个厕所。它们可能醒上个一天一夜,接着再继续回到冬眠的地方。在冬眠中,这些小动物可能要流失40%左右的体重,直到春天才可以恢复过来。

另一方面,熊的体温和心跳不用经受如此剧烈的变化,而且它对周围的环境还保留着意识。乃尔森说,当熊停止活动时,是比冬眠要更好的一段时期,叫做“休眠”。

然而,美国爱荷华大学的教授埃德加·福克却认为,熊是所有动物中最好的冬眠者。他写道,与那些真正的冬眠动物不同,熊不用每隔几天就起来吃喝。令人难以置信的是,有的熊居然可以休眠7个月,期间不吃不喝也不洗澡。

拿黑熊来说,它们和人类一样是温血动物。每年,它们都要和这个世界告别上4个来月。有时,黑熊会缓缓爬进洞穴,或是把自己硬塞进树洞里。有些熊还能用爪子刨一个窝,然后一屁股坐在上面,任凭雪花落在自己身上。

熊是怎样在没吃没喝、冰天雪地的环境下生存数个月的呢?出于某些原因,熊体内的剧烈变化就是新陈代谢,即细胞通过消耗能量来维持身体运行的一种方式。

依靠夏天的暴饮暴食,有时几乎一整天都在吃东西,黑熊积累了许多脂肪,有时能达到5英寸厚。在一通狼吞虎咽之后,一只熊一天可以摄取高达20,000卡路里的热量。(对我们来说,这意味着一天内把三餐各吃十次。)

不过在冬眠时,这些脂肪就成了帮助熊生存下来的至关重要的东西。当熊在冬天里蜷成一团的时候,它的身体正在经受着一些变化。一般情况下,一只熊睡着时的心跳是每分钟40次左右。但是随着渐渐进入冬眠,它的心跳会减少到每分钟8次,体温也将降低9华氏度左右,虽然不像真正的冬眠动物变化得那么剧烈,但如果同样的事情发生在我们身上的话,恐怕就得去看医生了。

熊在冬眠中,对能量的需求比平常生活要少很多。所以取代了从食物中获得能量,熊的身体会慢慢消耗那些多余的脂肪。

当脂肪被消耗殆尽时,剩下的只有二氧化碳和水了。熊在冬眠过程中不排尿,所以不会流失很多的水分。即使不喝水,它依然可以通过燃烧脂肪获得水,用于维持血液和身体组织的运转。

虽然熊在新陈代谢方面远远超过了真正冬眠动物,但是它们的睡眠并不深。熊的体温不会降到和周围环境一样低,它心跳的频率也没有减少到极限。这意味着:不要试图把冬眠中的熊惊醒,不然你会被吓个半死。一只冬眠中的熊看上去可能是毫无危险的,但它确实处于警觉状态,眼睛也会经常睁开。

福克告诉我们,熊是一种非常凶残的动物,在它们非常饥饿的时候,甚至会互相残杀。为了避免这些危险,处于休眠状态的熊必须将一只眼睁开,同时竖起一只耳朵,来防止一些饥饿的同伴走到它的身边。如果它的体温降低到和周围相同温度,或者随着冬眠渐渐失去意识的话,那么就等于把自己放到了一个极其危险的环境中了。

科学家研究那些冬眠的动物,是为了从中学到一些东西,然后用来造福人类。比如,找出能令动物体内的恒温系统降低的化学元素,将来有一天,也许能帮助医生在进行外科手术时将病人的身体冷却。

水果成熟后会变得甜甜的,吸引了那些正在饿肚子的熊和小鸟。当一颗果实成熟时,它会迫不及待地向各处的动物发出信号:“喂,看看我!在这儿呢!没错,就是说你呢!”果实成熟之后不只会变甜,它的颜色也通常发生改变,这是为了更有效地吸引那些路过的动物。

为什么水果对动物这么感兴趣,而反过来也是一样呢?要想回答这个问题,我们得先来了解一下水果本身。

令人不可思议的是,水果是植物的子房,它和女性身体里面的卵巢相类似。(卵巢是卵细胞形成的器官。)不过,与一个女性体内只有两个卵巢不同的是,一颗植物中散布着几百个子房。我们可以想象一下秋天的苹果树,每个树枝上都结满了红色的苹果。

子房藏在诸如苹果花之类的花朵中,其中包含了卵子,也就是植物的卵细胞。在花粉使卵细胞受精之后,它们逐渐变成种子。在此期间,周围的子房开始发展成果实。最后,我们看到的就是一个苹果,中央有着很小的褐色种子,每一颗种子里都包含着新生命成长所需要的信息。

地球上所有的生命,无论是动物还是植物,都有一个基本的任务:繁衍后代。所有生物都想确保自己的物种和本身独特的基因生存下去,而且发展得更加长远。