冬眠
冬眠指的是變溫動物、某些哺乳類動物和少部分的鳥類在寒冷的季節，會通過降低體溫的方式而進入的類似昏睡的生理狀態。靈長類動物如粗尾侏儒狐猴（Cheirogaleus medius）等亦可行冬眠[1]。人們研究動物冬眠，主要是針對恆溫動物。因為它們能精確地和有目的地控制自己的體溫。
一些哺乳類動物（如蝙蝠）的冬眠不會間斷。其它如睡鼠、榛睡鼠、刺蝟、土撥鼠或者歐黃鼠等的冬眠伴隨有短暫的覺醒。
至於冬眠的時間安排問題則是時間生物學研究的話題。
冬眠動物在冬季的行為
在秋季冬眠動物會尋找冬眠的地方：中空的樹幹和地穴等，並在裡面鋪上草、秸稈、葉子和毛等作墊。在這麼一個布置好的棲身之處它們會蜷縮着身子，耷拉着眼皮，以這種低耗能的形式－蟄伏，度過冬天。它們的體溫會降至1到9攝氏度。所有身體機能會大幅下降。呼吸很弱，心跳變慢，對外界刺激的敏感性下降。如果用紅外線攝影機拍攝冬眠的蝙蝠，會看到蝙蝠的身體呈暗藍色。例如土撥鼠在冬眠狀態下，體溫會從39℃降至7℃。心跳從原來的每分鐘100下跌至2到3下。呼吸頻率可以延至一小時一次。腸和肝的代謝產物會收集在腸的下部，並且在甦醒的時候被排出。動物在冬眠時會停止進食，或者是在短暫的甦醒狀態中進行攝食。冬眠動物靠的是它們自身的脂肪度日，特別是肩胛骨間棕色脂肪組織（IBAT）。這種組織位於肩膀和頸部，是非常重要的能量來源，特別是在外界溫度升高動物從冬眠狀態中甦醒過來的時候，這個過程長達數小時。甦醒過程的後半段，動物通過身體顫抖，（屈肌和伸肌同時收縮，一種高放能動作）可將體溫提升到正常水準。溫度越高，動物呼吸得越快。
冬眠的長短
冬眠的時間因動物的種類差距而不盡相同，歐洲刺蝟會冬眠3到4個月，而冬眠鼠則可以冬眠6到7個月。冬眠不一定是一個長達數月的持續的過程，相反，它往往也可以是間歇性的。動物既可以長期保持休眠的狀態，也可以在低的新陳代謝中伴隨着短暫的甦醒狀態。另外，動物不能經常恢復到「醒」的狀態，因為它們每次醒來都是要消耗能量的，而甦醒的次數太多會導致脂肪存儲量被過早地耗盡，以致於在來年春天真正甦醒的時候無「脂」可用。
社會性冬眠
一些冬眠動物如土撥鼠，甚至進行社會性的冬眠。在每個冬眠的地點會有達20隻成年鼠和幼鼠互相抵靠在一起，這樣它們可以互相取暖，不至於被急劇下降的溫度所傷。特別是脂肪貯存較少的幼鼠，在這種冬眠方式中它們更能夠度過嚴酷的冬天。
可能導致冬眠誘發因素
一直認為，冬眠的誘發因素是些外在因素，如環境溫度的下降和秋季食物短缺。但一些專家認為，逐漸縮短的白晝是一種冬眠信號，它會導致一些內在因素的改變，如激素水平的變化和季節性變化的生物鐘的調節。生物鐘看來會影響動物的行為，如脂肪貯存和為冬眠作準備。還有正待研究的關於冬眠地點高濃度二氧化碳的麻醉作用，可能也是冬眠的誘發因素。
覺醒在春季
春季覺醒的原因一直未明。環境溫度的升高和代謝產物的積聚可能都是覺醒信號。冬眠動物在覺醒時慢慢升高自己的體溫。荷爾蒙會導致褐色脂肪組織的分解，為體溫初步升高提供能量。當體溫到達15攝氏度時，肌肉會開始顫抖，進一步暖和身體。在有着重要器官的胸部和頭部溫度會比起其它身體部位更快的恢復。
冬眠對記憶的負面作用
維也納大學在對歐黃鼠的研究中發現，長達數月的冬眠會對冬眠動物的記憶構成負面影響。相比起沒有進行冬眠的動物，歐黃鼠在冬眠後無法解決牠們在冬眠前已學習過的任務，如在迷宮中找到正確路線，或者是控制食物機器的槓桿。一個可能的解釋是，冬眠會降低神經的活性。科學家甚至已證明，腦部的神經元連接會在冬眠中斷開。[2]
冬眠的鳥類
不但哺乳類動物會冬眠，一些鳥類也會。蜂鳥在食物短缺和寒冷的時候會降低其新陳代謝並且進入睡眠的僵直狀態。在飢餓狀態下，幼樓燕會在睡眠狀態中進入變溫狀態，這樣它就不需要像會真正冬眠的動物那樣把體溫降得如此厲害。鳥類的冬眠為時並沒有哺乳類動物的冬眠那麼長。
概念辨析
冬休
棕熊在其巢穴裡的冬休（德文：Winterruhe）與冬眠不一樣，在冬休過程中，棕熊的體溫並不如真正的冬眠動物那樣大降。這種沒有大規模降溫的冬休也會在獾，松鼠和浣熊身上看到。這些動物在這種冬休狀態中會經常醒過來，換一下睡的姿勢。棕熊會在自己的窩裡這樣半睡半醒的度過7個月，期中不吃不喝，也不排便，只靠自己的脂肪度日。美國科學家發現，這種半睡狀態是由一種名為冬眠誘導觸發子（Hibernation Induction Trigger，縮寫作HIT）的荷爾蒙引起的。這些物質能夠使棕熊既能度過冬天，又不至於喪失其肌力。一個人會在相似的狀態，如在病床上，喪失其90%的肌力。
鹿的冬天靜息狀態
最近發現，土生的鹿也會在冬季將體溫降至15攝氏度進入靜息狀態。通過將其新陳代謝率降至晚間水平，可以使得鹿度過這嚴寒的季節。維也納大學獸醫研究發現，食物的豐足會影響這種對體溫和新陳代謝的調節機制。蛋白質豐富的食物，這在冬季並不常見，可能會不必要地提高動物的新陳代謝率。因此，在冬天不恰當的餵飼會導致春季饑荒的發生，因為冬季時鹿的新陳代謝並沒有下降，在森林裡對草料的消耗過大，導致春季的草料短缺。
維也納大學獸醫學研究者相信，冬眠和冬休的界限不再清晰。很多動物都能通過相似的調節機制降低新陳代謝和體溫，海豹和鯨在長時間的潛泳中也可能會運用到相同的機制。
變溫動物的僵冷狀態
與冬眠形成對比的還有僵冷狀態，這可在很多在一些特定氣候區域生活的變溫動物中可見–蝸牛，一些昆蟲，大部分的爬行動物（蛇，龜，蜥蜴）和兩棲動物(蟾蜍，蛙。蠑螈會有3到4個月，慢缺肢蜥和龍紋蝰蛇有4到5個月，雨蛙和沙蜥蜴則有5到6個月的僵冷狀態期。
夏眠和乾眠
還有夏眠也叫「夏蟄」（Aestivation），在熱帶生活的鱷魚和蛇（如死亡蝮蛇）會在旱季躲在泥潭等地點過夏。在溫帶生活的勃艮第蝸牛會在缺水的狀態下進行夏眠或乾眠。還有一些蛙和蟾蜍例如飾紋角花蟾（Ceratophrys ornata）或者是非洲的非洲牛箱頭蛙（Pyxicephalus adspersus）也會夏眠。夏眠的生理作用是，在炎熱又缺少食物的季節里節省能量；一如冬眠，這些動物會在夏眠中降低新陳代謝。在上面提到的兩棲動物甚至會將腸的容量減少40%。這樣，食物攝取量可以減少60%。當食物不再短缺的時候，腸又會回復到原大小。
參看
參考文獻
引用
- ^ 人類能否學會冬眠？ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）Will Humans Ever Learn to Hibernate? （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 人类为什么不冬眠：起源地食物丰富且无捕食者. 新浪科技. （原始內容存檔於2024-01-15）.
實際上，對於冬眠動物來說，冬眠有各種各樣的好處。但是人類為什麼沒有選擇這一重要能力呢？原因在於冬眠也有許多不足之處。比如，冬眠中的動物幾乎沒有任何免疫能力，因此它們時刻處於被感染的危險之中。此外，冬眠還會影響記憶。2011年，維也納大學科學家伊娃-米利西訓練一群地松鼠走迷宮。然而，這群冬眠後的地松鼠記憶力低下，總是忘記剛剛記下的路線。
來源
- Martin Eisentraut: Der Winterschlaf mit seinen ökologischen und physiologischen Begleiterscheinungen, Jena, 1956.
- Ralf Elvert: Kardiorespiratorische und metabolische Reaktionen während des Eintritts in den Winterschlaf beim Siebenschläfer, Glis glis, Marburg, 2001.
- Gerhard Körtner: Winterschlaf und seine Auswirkungen auf den Energiehaushalt beim Alpenmurmeltier (Marmota marmota), Diss., Marburg, 1991.
- Erwin Kulzer: Winterschlaf: mit 7 Tabellen, Staatliches Museum für Naturkunde, Stuttgart, 1981
- Paul Raths: Tiere im Winterschlaf, 2. Aufl., Leipzig, 1977.
- Wenn Mama Bär ihr langes Schläfchen hält, in: Erwachet v. 8., August 2002. (online （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）)