想睡就睡，想涼就涼：異溫動物的硬核“躺平”哲學(xué)

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有些生物能顯著地改變體溫，以便安然度過風(fēng)暴、洪水等自然災(zāi)害以及躲避來自捕食者的威脅。

冬眠的榛睡鼠 | 來源于網(wǎng)絡(luò)

1774年，英國醫(yī)生、科學(xué)家查爾斯·布拉格登（Charles Blagden）收到一封醫(yī)生同行的“奇葩”邀請：他邀請他去一間“熱到從前認為任何生物都無法承受”的小房間里待著。

許多人可能對這一邀請感到震驚，但布拉格登對這個親身實驗的機會感到非常高興。在房間里他驚訝地發(fā)現(xiàn)，即使室溫已經(jīng)接近200華氏度了（約93攝氏度），自己的溫度依然保持在98華氏度（約37攝氏度）。

肥尾鼠狐猴 | 來源于網(wǎng)絡(luò)

這種維持體溫穩(wěn)定的能力，稱為恒溫性。如今我們知道它普遍存在于無數(shù)的哺乳動物和鳥類物種中。但也有一些顯著的例外。例如，肥尾鼠狐猴在冬眠時，體溫在一天內(nèi)可波動近45華氏度（25攝氏度）。

大刺猬 | 來源于網(wǎng)絡(luò)

動物利用異溫性的程度不僅因物種而異，也因個體而異。例如，大刺猬可以在懷孕期間保持更高、更穩(wěn)定的體溫。研究人員認為這對刺猬胎兒發(fā)育很重要。

事實上，越來越多的研究表明，采用“異溫性”這種靈活策略的動物遠比科學(xué)家此前認知的更多。這些動物通過數(shù)分鐘、數(shù)小時甚至數(shù)周的變化體溫，來應(yīng)對各種危險。

休眠的功能

緬因大學(xué)哺乳動物生態(tài)生理學(xué)家丹妮爾·勒韋克（Danielle Levesque）說：“因為我們是恒溫動物，所以我們假設(shè)所有哺乳動物的身體運作方式都和我們一樣。但近年來，隨著技術(shù)進步，研究人員能夠更輕松地追蹤野外小動物及其新陳代謝，我們開始發(fā)現(xiàn)更多奇怪現(xiàn)象”。

最極端且最為人熟知的異溫性是經(jīng)典的冬眠行為，很多生物普遍利用冬眠節(jié)能，從而在北半球漫長寒冷冬季中生存。這些動物會進入科學(xué)家所稱的深度休眠期，新陳代謝降至極低，體溫可能接近冰點。

但冬眠只是一些科學(xué)家現(xiàn)在認為的異溫性譜系里面的一端。許多哺乳動物也可以根據(jù)需要進行較短的淺層休眠，寬泛定義為代謝降幅和體溫波動較小的休眠狀態(tài)，這表明休眠的功能比科學(xué)家之前意識到的要豐富。

澳大利亞新英格蘭大學(xué)的生理學(xué)家弗里茨·蓋澤（Fritz Geiser）說：“這非常復(fù)雜，比恒溫性有趣多了。”

例如，澳大利亞東部長耳蝠會根據(jù)天氣變化調(diào)整它們的休眠時間。挪威生命科學(xué)大學(xué)和赫爾辛基大學(xué)的蝙蝠生物學(xué)家瑪麗·阿斯·菲爾達爾（Mari Aas Fjelldal）利用微小的發(fā)射器測量澳大利亞37只自由活動蝙蝠的皮膚溫度。發(fā)現(xiàn)它們像許多異溫性動物一樣，蝙蝠在寒冷時處于休眠狀態(tài)的時間更長，但隨著降雨和風(fēng)速增強，它們也更頻繁地進入休眠狀態(tài)，F(xiàn)jelldal及其同事于2021年在《生態(tài)學(xué)》雜志上報道了這些情況。菲爾達爾認為，這種休眠是有道理的：風(fēng)和雨增加飛行的能量負擔(dān)——當(dāng)你體重還不到一小包巧克力豆時，這就是一個大問題，而且尋找蝙蝠吃的昆蟲的成本也更高。

甚至有報道稱，懷孕的白蝙蝠在不可預(yù)測的春季風(fēng)暴中進入休眠狀態(tài)。這是一種生理反應(yīng)，基本上會暫停它們的妊娠進程。“這意味著它們在某種程度上可以決定何時分娩，” 菲爾達爾認為，“這在春天環(huán)境相當(dāng)嚴(yán)酷時非常有用。因為哺乳代謝成本很高，因此在食物充足時分娩是有利的。”

生物學(xué)家瑪麗·阿斯·菲爾達爾研究了不同蝙蝠物種的淺層休眠，包括她在這張照片中手中的棕色長耳蝠（Plecotus auritus）。 | 來源于海倫·M·漢內(nèi)斯塔德

蜜袋鼯 | 來源于網(wǎng)絡(luò)

其他動物，如蜜袋鼯——這種長著粉色鼻子、依靠翼狀皮膜在樹林間 “滑翔” 的小型有袋動物——很少進入休眠狀態(tài)，但在重大天氣緊急情況下似乎能利用這一能力。蓋澤及其同事發(fā)現(xiàn)在一場一級颶風(fēng)中，風(fēng)速接近100公里/小時、單夜降雨量達9.5厘米，蜜袋鼯更可能蜷縮在樹洞巢穴中，其中許多進入了休眠狀態(tài)，體溫從94.1°F（34.5°C）降至平均約66°F（19°C）。

同樣，在實驗室一次意外洪水事件后，研究人員觀察到一只金刺鼠出現(xiàn)了極為罕見的多日休眠狀態(tài)，其體溫最低約為75華氏度（24攝氏度）。

蓋澤表示，這種更靈活的休眠方式可以幫助異溫性動物熬過災(zāi)難。相比之下，恒溫動物無法減少對食物和水的需求，可能無法在嚴(yán)苛的環(huán)境中存活。

“可能是食物短缺、水源匱乏，也可能是極端高溫天氣。”英國利物浦約翰摩爾斯大學(xué)的生態(tài)生理學(xué)家朱莉婭·諾瓦克（Julia Nowack）說，她是蜜袋鼯研究的合著者。尤其是在熱帶地區(qū)，長期休眠行為有“很多不同的觸發(fā)因素”。

其他類型的威脅，比如捕食者的存在，也可能促使他們進入蟄伏狀態(tài)。例如，食用睡鼠（名字很貼切），有時在初夏會進入長時間的休眠期。起初，這種行為讓研究人員感到困惑——為什么要在溫度舒適、食物充足的夏天里打盹，尤其是這意味著放棄繁殖的機會？

最新研究表明，異溫性在哺乳動物和鳥類之間獨立進化了許多次。許多生物會進入“休眠狀態(tài)”，即代謝減弱，體溫趨近環(huán)境溫度。這些物種包括（順時針自左上起）：康氏葉鼻蝠、蜜袋鼯、肥尾袋鼩和肥尾鼠狐猴。 | 來源于順時針從左上開始：大衛(wèi)·丹尼斯、黛博拉·梅特斯、山姆·戈登、奈杰爾·沃登網(wǎng)絡(luò)

在分析了多位科學(xué)家多年收集的數(shù)據(jù)后，兩位研究人員得出結(jié)論：由于春季和初夏是貓頭鷹特別活躍的時期，這些體型小巧、極易被捕食的生物很可能選擇在地下洞穴中安靜地度過夜晚，以避免成為天敵地盤中餐。菲爾達爾研究的蝙蝠會根據(jù)月相略微調(diào)整其休眠時間：隨著月亮變得更滿、它們更容易被發(fā)現(xiàn)時，它們會有更長時間處于休眠狀態(tài)，這也是一種躲避夜行性天敵的類似策略。

肥尾袋鼩是一種原產(chǎn)于澳大利亞的形似老鼠地肉食性有袋類動物，是第三種在感覺更容易被吃掉時選擇低調(diào)的物種。在一項研究中，研究人員將肥尾袋鼩放入兩種類型的圍欄中：有些籠舍覆蓋著大量塑料薄膜作為地面遮蔽，模擬一個免受捕食者侵害的環(huán)境；而其他環(huán)境則覆蓋物較少，模擬捕食風(fēng)險較高。在高風(fēng)險環(huán)境中，肥尾袋鼩的覓食行為減少，體溫變化更大。

勒韋克曾研究大型樹鼩鼱類似的非休眠體溫調(diào)節(jié)靈活性，她表示即使是體溫的微小變化也對節(jié)約水分和能量至關(guān)重要。

事實上，炎熱天氣中的水分流失對許多哺乳動物構(gòu)成嚴(yán)重風(fēng)險，異溫性對某些哺乳動物來說是重要的保護措施。正如布拉格登所觀察到的，人類即使在極其炎熱的環(huán)境中也能驚人地維持穩(wěn)定溫度，這在很大程度上歸功于我們的排汗能力。但這對小型哺乳動物來說不一定是好策略，因為在炎熱的氣候中這種蒸發(fā)降溫方式可能很快導(dǎo)致脫水。

相反，像馬達加斯加的葉鼻蝠這樣的生物利用了休眠。在溫暖的日子里，這些蝙蝠會進入短暫的休眠狀態(tài)，持續(xù)幾分鐘。但在特別炎熱的天氣中，蝙蝠會蟄伏長達七小時，使新陳代謝降至正常的不到25%，體溫可升高至109.2華氏度（42.9攝氏度）。在對環(huán)尾負鼠的實驗中，模擬熱浪環(huán)境使它們的體溫略微提高約3°C（5.4°F），估計每小時節(jié)省了10克水——對于體重不到800克的生物來說，這是相當(dāng)可觀的。

加拿大安大略省滑鐵盧大學(xué)的生理生態(tài)學(xué)家利亞姆·麥圭爾（Liam McGuire）表示，這種異溫性生活方式讓一些動物在應(yīng)對環(huán)境變化時擁有一定的緩沖余地。但他也認為，這種能力作用有限；異溫性不太可能讓它們完全免于氣候變化帶來的極端天氣快速變化的挑戰(zhàn)。

至于布拉格登，他認為人體能夠保持恒定溫度，即當(dāng)環(huán)境溫度過高時，“維持散熱”，這也是其卓越的能力。然而，如今科學(xué)家們開始意識到，對于許多哺乳動物來說，允許體溫稍微靈活一些，可能也是生存的關(guān)鍵。

作者：Hannah Thomasy

翻譯：楠客

審校：姬子隰

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