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代謝低好過冬!老鼠驟降體溫、土撥鼠同步冬眠

文/漢斯.羅查.艾澤曼;譯/洪慧芳

我們都聽過熊會「冬眠」,但熊其實不是真正的冬眠動物,大型的哺乳動物都不是。熊的體溫只會下降一些,牠的新陳代謝與身體功能也不會減慢太多,所以科學家提到熊時,會避免使用「冬眠」一詞,而是說牠們進入「冬蟄」狀態。如果熊是真正的冬眠動物,隆冬時節走進牠們的洞穴就很安全,但目前看來,最好還是避免這樣做。

冬眠與蟄伏是節約能量的好方法。動物主動進入冬眠,主要是為了節省能量,尤其是在食物稀缺的時候,例如冬天。冬眠期可能持續幾天到幾週,那段期間動物不覓食,因此,進入冬眠以前,牠們會囤積食物,然後盡量拉長低能量的冬眠時間。相反的,動物是在非自願下進入蟄伏狀態,持續時間通常不到二十四小時。因物種與外部環境的不同,動物甚至可能天天進入蟄伏狀態。每日蟄伏會伴隨著持續覓食。蟄伏通常是由溫度波動、食物供應減少所觸發的。一些科學家認為,冬眠與蟄伏並非截然不同的狀態,只是一種連續狀態上的兩個極端。把蟄伏想成「輕量版的冬眠」可能有助於瞭解,尤其這樣想可以阻止你在熊蟄伏時進入牠的洞穴。

把核心體溫維持在極低溫、甚至只是較低溫,都會減緩新陳代謝,那表示消耗重要脂肪存量的速度變慢。當一隻老鼠找不到食物時(例如你把儲物櫃關得很緊),體溫就會驟降,開始冬眠,靜候難關過去。動物的代謝率可能驟降多達七五%,甚至更多,以節省寶貴的能量。客觀來說,冬眠動物靠脂肪存量生存的時間,可比活躍的動物長四十倍。

蟄伏與冬眠不見得是終極的節能策略。有些動物冬眠時是與其他伙伴擠在一起,可以節省更多的能量。以群居動物來說,土撥鼠在這方面肯定是名列前茅。喜馬拉雅土撥鼠長得像毛茸茸的填充玩偶,常聚在一起打鬧,以響亮的口哨聲交流,以鼻子相碰的方式打招呼。冬天時,牠們是擠在一起冬眠。

阿爾卑斯山土撥鼠會同步冬眠,同步甦醒。當有些土撥鼠暫時甦醒、看到其他伙伴還在冬眠時,牠們會繼續跟大家擠在一起,甚至可能幫冬眠伙伴梳理毛髮或用乾草覆蓋牠們。生活在北美的黃腹土撥鼠多虧有同伴一起冬眠,可以節省多達四四%的能量。[9]研究人員現在認為,由於一起冬眠的效益很大,土撥鼠已經發展為社會同步化,以便冬眠時可以擠在一起。

從演化論來看,同步化的理由最初完全是為了照顧後代。由於土撥鼠生活在惡劣的環境中,需要把體型變得肥大才能過冬,然而生長季很短,幼崽剛出生的第一個夏天,通常長得不夠大,所以冬天來臨時仍然很虛弱。與親人一起冬眠,讓牠們即使體內脂肪存量較低,也能活下來。這種擠在一起過冬的習慣,從直系親屬逐漸擴大,變成直系親屬以外的成年動物也一起來過冬。如此一來,對每個個體都有利,於是這種擠在一起的行為在演化上開始普及。

社交體溫調節也可能是嚙齒動物群居在一起的原因。如果你在寵物店裡看過西伯利亞倉鼠,可能會看到牠們可愛地堆在一起。嚙齒動物非常喜歡擠在一起,許多物種(從家鼠、紅背田鼠到飛鼠)都有這種行為。現在有許多研究可佐證,嚙齒動物之所以演化成群居,是因為這能夠幫助牠們節省調節體溫所需的能量。[11]畢竟,在寒冷的棲息地(想想西伯利亞倉鼠),擠在一起的情形比較常見;冬天時,共享洞穴的現象也會增加。

大量的研究顯示,擠在一起可降低動物的代謝速度,例如,研究人員算出,對智利鼠(common degu)來說,擠在一起可使基礎代謝率降低約四○%。更厲害的是,即使冬天過後,動物不再擠在一起,這種效果仍會持續下去,而基礎代謝率的下降也讓智利鼠吃得較少。同樣的情況也發生在老鼠身上,如果把一隻老鼠單獨關在攝氏二十一.六七度的籠子裡,牠的食量會比跟其他兩隻老鼠關在一起多了二二%。有趣的是,有固定愛戀或婚姻關係的人吃的葡萄糖較少,但這是否與擁抱有關(類似擠在一起的效果),仍有待商榷。誠如前面的表格所示,社交性體溫調節可讓動物節省六%到五三%的能量,節能幅度則視物種與群體大小而定。

註釋
[8] P. J. Young,“Hibernating Patterns of Free-Ranging Columbian Ground Squirrels,” Oecologia 83, no. 4 (1990): 504-11.
[9] A. Fedyk, “Social Thermoregulation in Apodemus Flavicollis (Melchior, 1834),” Acta Theriologica 16, no. 16 (1971): 221-29.
[10] 改編及簡化自:“Table 3. Metabolic Savints (%) Due to Huddling in Mammals and Birds,” in Caroline Gilbert et al., “One for All and All for One: The Energetic Benefits of Huddling in Endotherms,” Biological Reviews 85 (2010): 560-61。
[11] Luis A. Ebensperger, “A Review of the Evolutionary Causes of Rodent Group-Living,” Acta Theriologica 46, no. 2 (2001): 115-44.

※ 本文摘自《做個有溫度的人》,原篇名為〈動物為何要冬眠、蟄伏、擠在一起?〉,立即前往試讀►►►