熊冬眠的启示
作者 方陵生
发表于 2023年1月

熊,以及其他一些冬眠动物,每年冬天都要度过一段漫长的冬眠期。对动物冬眠的研究也许可以告诉我们很多关于哺乳动物的生物学信息,包括我们人类自己。

每年春天的北方地区,随着白昼延长,融雪缓缓注入溪流,从灰熊到地松鼠等动物开始从冬眠中苏醒过来。说它们“醒来”并不十分确切,实际上冬眠机制比简单的长时间睡眠更复杂,也更神秘。想象一下,任何一种可以不吃不喝地在地下或洞穴中度过数月时间,仍然可以随时醒来面对外面世界的动物,显然已经掌握了一种惊人的生物学上的秘诀。

冬眠动物包括各种啮齿类动物、某些两栖类动物,甚至还有少数灵长类动物(几种侏儒狐猴)。其中熊是体形最大的冬眠动物,成年灰熊和黑熊的体重可达到美国橄榄球运动员的体重,甚至有过之而无不及。熊有着像人类学龄前儿童那样的充沛活力和浓浓的好奇心,但在冬眠期间,它们可以一直蜷缩昏睡几个月也不会有什么问题。美国康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的神经生理学专家埃琳娜·格拉切娃认为,体形如此庞大的动物在如此长的时间内一直不活动,而对健康却没有任何负面影响,这确实是一种很难解释的现象。

熊的冬眠现象,为理解大型哺乳动物,尤其是人类自身的身体运行机制提供了重要的线索。格拉切娃指出,更好地理解熊的冬眠过程,有可能改变对各种人类疾病的处理方式,包括中风、骨质疏松症、帕金森病和阿尔茨海默病。

如今,随着全球气候变暖、冬季变短,熊的冬眠习惯的变化,将在很大程度上反映动物冬眠与气候变化、动物行为之间的深层次联系。

探索熊冬眠不影响健康的奥秘

熊冬眠的方式与其他一些冬眠动物有很大的不同。北极地松鼠可以将体温暂时降至-3℃,却不用担心会将身体冻僵。而熊在巢穴里冬眠时几乎不会损失任何身体热量,但它们仍然有资格成为冬眠动物,因为它们的新陈代谢降到了极其缓慢的状态。

10年前,阿拉斯加费尔贝克斯大学的动物学家布莱恩·巴恩斯和他的同事,对人工巢穴中进入冬眠的黑熊进行了仔细的观察研究。他们为黑熊安排的冬季巢穴,实际上是一个可以测量新陈代谢的重要指标——氧气摄入和二氧化碳生成的房间。当然,还有一些传感器用来追踪黑熊的体温变化。这是首次对黑熊在体温不降低情况下进入冬眠的研究。

研究发现,熊不只是在冬天睡个长觉而已,进入冬眠状态的熊几乎停止了所有的生命活动,一些代表日常生命体征的参数完全重置了。研究人员观察到,它们进入“巢穴”后,会在房间里先转上两三圈,然后躺下,一直保持睡眠状态长达6个月,其间每隔几天站起来换另一侧重新躺下。母熊在不吃不喝的冬眠期间,还要以自己体内的脂肪和水分储备给双胞胎或三胞胎幼崽哺乳。

一只正在冬眠的熊
熊的巢穴口,一只被注射了镇静剂的母熊和它的幼崽。科学家们正在研究观察,随着气候变暖,熊的冬眠习惯会发生哪些变化

这种现象对于人类来说是无法想象的。如果人类长时间处于这种昏睡状态,那么肯定会付出一定的健康代价。例如,无论是躺在医院病床上慢慢康复的患者,还是乘坐飞船在太空中长途旅行去往其他星球的宇航员,经过长达数月的卧床或静止状态之后,肌肉会萎缩,骨密度也会随之降低,但黑熊显然没有这些问题。熊长时间冬眠不影响骨骼健康的秘密,不久前被研究人员部分揭示了。

本文刊登于《科学24小时》2023年1期
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