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动物过冬各显神通
严冬的到来,生活在这些区域的动物们如临大敌,它们必须采用各种办法来应对寒冷。在千百万年的进化过程中,动物们拥有的身体构造适应了各自的生活环境,于是它们过冬的方法多种多样。
昆虫中,很多昆虫以虫卵的形式来度过冬天。鸟类和哺乳类等恒温动物,在进化过程中获得了自身产生体热的本领。到了冬天,即使气温下降,也能保持体温。因此,很多哺乳类动物在严寒中也能继续活动。两栖类和爬行类等变温动物,体温受外界气温的影响,在严寒时节,它们会选择在地下等温度变化小的地方,降低体温。
恒温动物
哺乳类和鸟类等恒温动物能自身产生体热,保持体温恒定。因此,在外界气温降低的冬天,多数动物能继续活动,但有一些小动物,也以冬眠的方式来度过冬天。
继续活动
除了熊类,其他大型的哺乳动物都避免冬眠的风险,在冬天继续活动着。体型大的动物比体型小的动物更容易维持体温。
冬眠
体型较小的动物,在冬天不再活动,而进行冬眠。对于小型动物来说,在食物稀少,而消耗更大的冬天,要维持正常体温非常困难。这时,冬眠对其存活下来很重要。
迁徙
鸟类等在寒冷季节到来之前。往温暖地区长距离迁移的行为,叫作迁徙。
变温动物
体温随着周围环境变化而变化的变温动物,它们的过冬对策是防止被冻僵死亡。
两栖类和爬行类动物,在冬天会躲在温度比较稳定的地下和水底过冬。昆虫则以成虫、蛹、幼虫或是卵等不同形态来过冬。
在温度稳定的地方冬眠
平时就生活在土里的独角仙幼虫到了冬天几乎不再吃喝,活动完全停止了。
恒温动物的冬眠之战
冬眠的哺乳类大都是松鼠和老鼠等小动物。相对于自身体重,小型动物的体表面积较大,周围温度下降的话,它们的体温会下降得更快。因此,大多数小动物到了冬天就停止活动进入冬眠。
青蛙和蛇等变温动物冬眠时,基本不动,处于假死状态,而哺乳类的冬眠则更有讲究。
冬眠中的哺乳动物,会连续几天处于深度睡眠(持续冬眠)。这8寸,体温下降,心跳大幅度减慢。这时消耗的能量只有正常活动期的10%左右:体温下降到与外界气温一致时,活动期一分钟跳动400次的心脏,在持续冬眠期间每分钟只跳动几次或十几次。但是,哺乳动物在冬眠期不是一直处于这种状态,持续几天冬眠后,体温会上升到与活动期一致,“中途觉醒”过来。哺乳类动物就这样在冬眠中睡睡醒醒,对体能进行调节管理。
花鼠有计划地过冬
冬眠前,花鼠往巢穴里一个劲地搬运橡果。等巢穴里堆满了橡果后,又在巢穴周围挖几个洞穴把橡果埋起来。到了10月底,洞穴里堆满了储藏的橡果,花鼠把洞穴封起来,开始冬眠。(冬眠1期)
休眠一段时间后,到了11月底左右,花鼠把封住的洞口打开,把大量的土推出洞外,将巢穴挖得更深。(冬眠2期)
春天苏醒后,花鼠用土把副通道填起来,挖出新洞口爬出地面。(冬眠终了期)
花鼠很有计划地度过冬天,靠着秋天储藏的橡果度过食物稀少的春天。
温变动物的冬眠之战
靠太阳的热量来维持体温的变温动物,到了气温下降的冬天,身体就动不了了,以几乎假死的状态进行冬眠。
与在冬眠中时而会苏醒、体温上升的恒温动物不同,变温动物自身无法提高体温,在冬眠中一直处于低温状态。变温动物的冬眠看起来像是处于自然的假死状态。它的这种冬眠,几乎不需消耗能量来维持体温,因此无须在秋天储存大量的营养,可以说是更适合环境的过冬对策。
瓢虫
昆虫是变态生物,因此会以最耐低温的发育阶段来度过冬天。像瓢虫这样体表坚固的甲虫,有许多以成虫的状态来冬眠。
青蛙的冬眠
大多数青蛙在泥土和枯叶下过冬,与外界的温度相比,泥土中也不是特别暖和,但泥土里温差较小又有合适的湿度,因此有一定耐寒度的动物能够在其中冬眠。
动物也会换衣赏
生活在四季分明地区的哺乳动物,它们的体毛有夏毛和冬毛之分,体毛的更替与白天的长短有关。在寒冷的冬天,为了抵御严寒,从秋天开始体毛就逐渐更替为冬毛。与夏毛相比,冬毛更细更密。
雪兔和雪狐生活在多雪地带,它们雪白的冬毛在雪地里不容易被发现,是一种保护色。此后,随着白昼渐渐变长,温暖的春天来临,它们的体毛又换成了比冬毛粗,光滑的夏毛。
不冬眠的动物们
恒温动物经过进化,能靠自身的新陈代谢产生热量,维持体温,即使冬季也能活动。因此,中型和大型的哺乳类动物,除了熊以外都不冬眠。虽说冬眠时几乎不需要能量,是一种有效的过冬方式,但冬眠时在同一个地方持续睡上几个月,处于一种毫无防备的状态,也很危险。因此,为了避免外敌侵袭的危险,即使在食物稀少的寒冷冬天,它们也要继续活动。但是,对于动物们来说,冬天是残酷难熬的。近些年来,全球变暖,冬季相对好过,鹿的数量有所增加。但在降雪量多的年份,仍有约60%的小鹿在冬天被饿死。
在秋天要准备些什么?——形态在防寒对策中很重要
动物们到了深秋,不会什么都不准备,突然地就进入休眠或是冬眠。秋天,许多植物会结出果实或是种子。动物们大量地进食这些果实和种子,在体内储备脂肪,准备度过食物稀少的冬天。
冬天来临时,动物们的体重比夏天要增加30%~40%。其中也有些动物不是将营养储蓄在体内,而是在巢穴和巢穴周围储藏食物。当然,植物也不光是充当食物的角色,它们靠动物找食的机会将种子运送到更广阔的区域。植物和动物相互合作,度过秋天,为迎接冬天的来临,各自准备着。
寿命较长的哺乳类动物大多是以成体来过冬的。恒温动物的体型越大,就越有利于保温耐寒。但成长阶段体态变化很大的昆虫,为了过冬有8寸会以最小的体型来休眠。昆虫的卵有着坚硬外壳和外皮,这般大小是度过寒冬最适合的形态。
动物们的这种过冬策略看似各式各样,没有统一性,但每年度过冬天代代更替的它们,都是适应艰苦环境成功过冬的行家。
昆虫的抗冻本领
通常,水在0℃时就会开始结冰。积雪覆盖、池水结冰的寒冷冬天,小小的昆虫会不会被冻成冰呢?
对于冬眠中的昆虫来说,最大的敌人是低温。如果在冬眠期间被冻结成冰的话就会死亡。对此,昆虫们有着几个在低温中保命的方法:
其一,即使身体被冻住了,细胞也不会遭到破坏。生物体如果细胞内结冰的话,就会导致死亡。如果身体被冻住,但没有伤及细胞的话,就不会死亡。因此被冻住也能存活的昆虫体内有着特殊的构造,能只冻结细胞外,而细胞内不会被冻结。
另外一个方法就是,选择体液和血液不会被冻结的地方冬眠,并在体内增加防冻物质。因为昆虫的体液里含有各种物质,通常在0℃时不会被冻结,要到-2℃才开始冻结。而耐寒性强的昆虫在体内增加防冻物质(甘油和海藻糖)来防寒抗冻,例如,七星瓢虫要到-20℃才会被冻结起来。
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生物抗冻的能力叫作抗冻性,这在某种程度上是由遗传决定的。生长在极度寒冷的西伯利亚等地的柳树、白杨、白桦树等树木能耐-50℃以下的低温。
尽管在冬天的耐寒性很强,但有时它们也怕低温。例如,一些生长在冬天极其寒冷地区的树木,在夏天耐寒性变弱,在-2℃时就会被冻伤。
那么,为什么到了冬天,这些树木的耐寒性就会增强呢?原来,生长在有寒冬地区的树木,从秋天开始落叶,到了冬天就停止了生长。而体内组织、细胞结构和成分都发生着变化,糖类、膜质脂、蛋白质等增加了,从而提高了抗冻性。
春天是苏醒和繁殖的季节
寒冷漫长的冬季终于过去了。随着白天渐渐变长,气温逐渐回暖,休眠的生物们开始出来活动了。
先是植物发芽开花,昆虫随之而动。昆虫一开始活动,以昆虫为食的动物也开始活动,接着捕食这些动物的动物们也开始活动了。生物们在食物链中相互影响并生存着。
此外,还有许多动物在冬眠时不仅仅是睡觉,还在为繁殖做着准备,因此春天对于大多数生物来说是诞生新生命的季节。
环境严酷的冬季给生物们带来了各种难题。但在栖息地生活的生物们经过长年累月的进化,有了克服这些难题的对策。这些适应环境的对策不但增加了生物的数量,更是形成了多种多样的生物,丰富了物种。
生物们并没有将过冬看作是一种负担,而是将其作为是成长过程中重要的经历,这也给了我们一个重要启示:经历艰难困苦磨砺的生命,更加顽强和坚韧。