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【科学故事会】动物可以冬眠,人为什么不行?
2024-08-053
动物们是怎么冬眠的?


当冬天来临,食物变得稀缺,温度骤降,一些动物为了生存,会选择降低体温、减缓呼吸和心跳,进入一种深度睡眠状态。这样,它们就能节省能量,熬过严寒。

但并不是所有的动物都需要冬眠,你们知道冬眠的动物有哪些吗?常见的冬眠动物有两种,有哺乳类动物:熊、仓鼠、松鼠、刺猬等;非哺乳类动物有:青蛙、蛇、乌龟等。不过它们可不是随便找个地方就睡,为了确保冬眠顺利,它们有各自的“秘籍”!

其中,熊绝对是冬眠高手!在入眠之前,它们会疯狂地吃,把自己吃得圆滚滚的。这样,在冬眠期间,它们就可以依靠体内储存的脂肪度过漫长的寒冬。说到这里,有一个有趣的活动:美国阿拉斯加卡特迈国家公园和自然保护区在熊冬眠前,举办了“胖熊周”活动,看看谁吃得最多,让全世界的网友参与投票,看看哪只熊才是最肥的崽。

另一种动物刺猬,则倾向于集体冬眠。一群刺猬会挤在一起,相互取暖,以度过寒冷的冬天。这种集体冬眠的好处是,它们可以共同分担寒冷,提高生存率。蝙蝠的冬眠更是神奇!它们会在岩洞等地方寻找一个避风的地方,然后倒挂着开始它们的冬眠。这种特殊的冬眠方式可以帮助它们保持稳定的体温,从而更好地度过冬天。总之,动物们冬眠的方式五花八门。


“是我们不想冬眠吗”“是不能”


那么,人类为什么不冬眠呢?是我们不想吗?当然不是了,是我们不能。我们人类不具备冬眠所需的条件。

冬眠通常发生在极度寒冷的环境中,然而对于人类而言,在极其寒冷的情况下,心脏的跳动会变得异常微弱,甚至可能停止工作。相比之下,有些冬眠动物的心脏即使在温度到达零下的环境下也能继续跳动。

那么,如果解决了进入冬眠的环境,人类是不是就可以进行长期休眠了?答案依然是不行。在冬眠这一领域中,人类和动物相比,还存在其他方面的局限。除了环境因素外,体内废弃物质的排泄也是一大难题。

人类在睡着的时候,即使新陈代谢会降低,也是需要排尿的。正常人睡6-8个小时都会被尿液憋醒,有的人甚至2-3个小时就要起来去趟卫生间。

我们都知道,在新陈代谢的过程中,肾脏要排泄掉产生的垃圾,这其中就包含了氮质废物。而在冬眠的过程中是没有排泄的能力的,时间久了,氮质废物就会堆积在肾脏之中,容易影响体内的水电平衡,造成肾衰竭。


为何动物冬眠不生病?全靠基因


你是否又有了新的疑问:为什么人类冬眠会导致很多健康问题,而动物们冬眠却能安然无恙呢?有学者进行了相关研究,最终发现,基因调控在冬眠的各个阶段起着关键作用。

动物冬眠是一项非常复杂而精确的生理过程。在进入冬眠前,动物们会通过特定基因的表达来积累脂肪和其他能量储备,以应对冬眠期间的能量需求。进入冬眠后,一些冬眠相关的基因开始发挥作用。它们会编码具有重要功能的蛋白质,例如调节能量平衡和代谢的激素。这些基因在冬眠期间发生变化,促进脂肪分解和使用,从而维持动物体内的能量供应。

另外,一些基因也参与到冬眠的温度调节过程中。这些基因在冬眠期间被激活,使动物能够降低体温并保持在较低的水平,从而减少能量损耗。还有一些基因在冬眠中起到了保护组织器官的作用。这些基因有助于维持细胞结构的稳定性,减少冻结引起的细胞损伤,并防止氧化应激的影响。

所以说,动物们之所以能顺利冬眠,说到底全靠自带的基因优势。而人类要想获得冬眠能力,是一件很难的事情,因为不是修改一两个基因就可以实现的。


冬眠:面向未来的医疗科技


虽然目前我们不能像动物一样冬眠,但科学家们从动物冬眠机制中获得了巨大的灵感。他们致力于探索人类冬眠的可能性,使之应用于临床医疗。想象一下,如果一位患者在等待手术的过程中能够进入冬眠状态,那么医护人员就有更多的时间来为他进行救治和手术准备。此外,冬眠也能减缓病人的新陈代谢和肌肉萎缩,从而降低并发症的风险。

然而,要实现人类冬眠还有很长的路要走。我们需要更深入地了解动物冬眠的机制和基因调控过程,以及如何将这些机制应用于人类身上。科学家们正在努力研究人类冬眠所需的条件和潜在的风险因素,以期为未来的临床应用奠定基础。虽然这是一个具有挑战性的任务,但相信在不久的未来,人类或许能掌握冬眠的能力。


小贴士

氮质废物:新陈代谢产生的氮质废物主要有尿素、尿酸和氨。这些废物是由蛋白质代谢产生的氨基酸分解而来的。

氧化应激:是指在生物体内,活性氧(如自由基)的产生与清除处于失衡状态,导致细胞器官损伤,它也是导致衰老和疾病的一个重要因素。

来源:《科学故事会》2024年7-8月刊

排版:沈 丹

编辑:闫进芳

审定:李红林

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