人类为什么不冬眠?

人类为什么不冬眠?

从熊到大黄蜂,许多动物都能在冬眠中度过整个冬天。

但是人类不能,为什么呢?

我们很多人在冬天都会犯困,但其他物种往往会更进一步——冬眠

睡鼠会躲到地下蜷成一团,成群的蝙蝠会躲到阁楼或洞穴里,熊会在洞里睡觉,大黄蜂会在土里挖洞,刺猬则会躲在自己的巢穴里。

所有冬眠的动物,从昆虫、两栖动物到鸟类和灵长类动物,冬眠似乎对它们都有好处。

虽然冬天随着白天变短变冷,我们可能会偶尔选择裹着被子睡大觉,但人类却不能长时间睡觉。这似乎有点不公平,如果这样做是有益的,我们为什么不冬眠呢?

既然冬眠有益,为什么人类不冬眠呢


首先我们需要弄清楚为什么动物会冬眠


  • 御寒

冬眠最明显的原因是为了御寒。冬眠是一种延长的以节省能量消耗为目的休眠状态,身体会变慢,呼吸、体温、新陈代谢和心率都会降低。

在冬天这样做是很有道理的。由于生长的植物越来越少,环境非常恶劣,食物也很少。因此,很多动物在夏天把自己养肥,然后靠体内储存的脂肪生活,直到醒来。


与此相一致的是,冬眠在北半球更为常见。南半球的大部分土地靠近赤道,所以冬天比较暖和。

但这并不是一个硬性规定。一些物种生活在温暖的气候中冬眠,如马达加斯加的西布里矮狐猴(Cheirogaleus sibreei)和安哥拉、津巴布韦和其他非洲国家的南部非洲刺猬(Atelerix frontalis)。

一只南非刺猬(Atelerix frontalis)

更重要的是,冬眠并不局限于寒冷的月份。

一只睡鼠(Glis Glis)

2015年的一项关于睡鼠的研究发现,即使寒冷天气已经结束,它们也会继续冬眠。

一些动物在地下冬眠了11.4个月,几乎是整整一年,这是在野外观察到的最长的冬眠期。在研究区域,只寒冷了4-5个月, 所以显然还有其他原因

关键问题似乎与当地欧洲山毛榉树有关。有时它们会有“丰收年”,在这期间它们会产生大丰收的种子,而这些种子被睡鼠吃掉。不知何故,睡鼠可以预测到这种情况是否会发生,如果不会发生,它们就呆在地下。

虽然还有其他食物来源,但睡鼠需要额外的山毛榉种子来繁殖。“它们可以吃苹果之类的水果,这对它们来说足够了,但不能繁殖,也不能让幼仔增加足够的身体脂肪,”研究人员说。“这几年它们跳过了繁殖,通过呆在地下来提高存活率。”


  • 躲避捕食者

更重要的是,睡鼠呆在地下还有另一个原因 : 躲避捕食者

睡鼠避开人们的视线,避免了猛禽和猫头鹰的捕食。“小型哺乳动物死亡的主要原因是被吃掉,如果你觅食,你可能会被捕食者吃掉,”研究人员说。潜伏在地下的睡鼠不会发出任何气味,所以很难找到。

我们知道冬眠的存活率接近100%。

大白蝴蝶(菜粉蝶)

西班牙南部的大型白蝴蝶也有类似的行为。它们的蛹在夏季休眠3个月,这被称为夏眠。2014年的一项研究发现,这有助于它们避开黄蜂,否则黄蜂会寄生在它们的卵中。

同样来自奥地利维也纳兽医大学的托马斯·鲁夫说:“直到最近,人们还认为冬眠只是为了节省能量消耗,抵御寒冷和食物短缺,现在我们认为冬眠更多的是为了躲避捕食者。”

无论哪个原因更重要,冬眠似乎改变了动物的生活方式。

它们缓慢的生活方式并没有阻止食用睡鼠变得活跃起来

鲁夫研究的一些睡鼠已经12岁了,这对于一个小啮齿类动物来说是很不寻常的。一只野生老鼠可能只能活三个月。

“通过冬眠,它们设法避免了被捕食,”鲁夫说。“当它们这样做的时候,自身的身体恢复和细胞修复就变得很重要了。”

在2011年的一项研究中,研究小组发现冬眠动物生活得很慢,活得更久。比伯说:“所有冬眠的动物似乎都在减少它们的年繁殖率,延长它们的寿命。”

这意味着冬眠可以通过改变动物繁殖的速度和迫使捕食者寻找其他猎物来影响整个生态系统的工作方式。

虽然我们对冬眠的进化过程和原因有一些很好的认识,但我们不知道冬眠是什么时候进化的。

恐龙也冬眠吗?

“基本上没有化石记录,只有很多推测,”鲁夫说。

有人认为,生活在北极附近的恐龙冬眠可能是为了熬过漫长的冬天。然而,定期冬眠通常会在动物骨骼的微观结构中留下痕迹,2011年的一项极地恐龙化石研究没有发现这样的证据。

人类是在赤道非洲的热带深处进化而来的

无论如何,冬眠和麻木显然已经有数百万年的历史了。例如,所有三个主要的哺乳动物群体都进化出了这种技能,而且这些群体在数千万年前就分道扬镳了。这表明,至少一些人类祖先的动物可以冬眠。

然而,我们人类似乎已经失去了一些关键的能力。例如,我们的心脏如果太冷就无法工作。

我们的心脏会因钙而收缩,如果钙含量过多就会导致心脏骤停。低于一定的温度,人类的心脏就无法清除多余的钙,因此就会衰竭。“人的心脏在温度低于28摄氏度时就会停止跳动,”鲁夫说。

相比之下,冬眠动物的心脏在1摄氏度的体温下仍然可以跳动。鲁夫说“它们有特殊的泵来移除我们缺少的钙”。

但这又提出了一个新问题:为什么人类没有这些泵呢? 我们的生活方式可能是一个关键因素。

侏儒懒猴(pycticebus pygmaeus)是冬眠动物

人类是在赤道非洲进化的,在热带深处,那里有相当稳定的食物供应。这意味着我们不需要冬眠来逃离恶劣的环境。

另外,我们是顶级掠食者,能对付比我们大得多的猎物。

然而,科学家在热带地区研究得越多,他们发现的冬眠物种就越多,鲁夫说,他刚刚发现,在12月到2月之间,矮懒猴可以冬眠长达63个小时。

这尤其令人震惊,因为懒猴是灵长类动物,与猴子和人类同属一个家族。到目前为止,已知只有三种灵长类动物会冬眠,它们都来自马达加斯加的狐猴。侏儒懒猴生活在亚洲大陆,因此这一发现表明灵长类冬眠比任何人预期的都要普遍。

所有这些都意味着,我们的热带起源可能降低了我们进化出冬眠能力的可能性,但就其本身而言,并不排除这种可能性。

黄鼠一种欧洲地松鼠(黄鼠


也许同样重要的是,我们是顶级掠食者,能够对付比我们大得多的猎物。我们可能从来不需要冬眠来躲避捕食者的威胁。

我们也可能有点大。冬眠的动物一般体型小,平均体重70克。这条规则也有例外,熊是最明显的,但它们不像其他动物那样“深度”冬眠。特别是,它们降低体温的幅度更小,因为变暖需要消耗太多的能量。

人类冬眠的探索

实际上,有一份清单列出了可能促使动物冬眠的因素,而人类却没有一一列举出来。

冬眠也可能有不利之处。例如,冬眠的动物基本上没有免疫系统,所以它们有感染的风险。

冬眠似乎也会影响记忆。2001年,维也纳大学的伊娃·米勒西(Eva Millesi)训练了几组地松鼠穿越迷宫。冬眠的那一组记忆力较低,忘记了他们所学到的东西。

但这并没有阻止科学家探索人类冬眠的可能性。

一名宇航员在国际空间站上进行锻炼(资料来源:美国宇航局)
  • 有报道称冬眠的人可以免受辐射伤害

荷兰格罗宁根大学的麻醉师罗布·亨宁正在与美国国家航空航天局(NASA)合作研究这一问题。

他说,冬眠为未来的宇航员提供了两个关键好处。这将减少他们需要送入太空的昂贵物资的数量,并保护他们的健康。

亨宁说:“对太空站的宇航员来说,最烦人的事情之一就是每天要做6个小时的体育锻炼。”否则,他们的肌肉和骨骼会萎缩。

但由于温度超过30摄氏度,空气中充满了二氧化碳,在太空中运动并不愉快。如果宇航员可以冬眠,他们就不必这样做了。亨宁说:“冬眠半年不会出现肌肉萎缩或骨质疏松的问题。”

睡眠中的宇航员

亨宁说:“有报道说,冬眠的人受到保护,免受辐射损害,这在太空中确实是个大问题。”目前,人类在太空中只能呆大约一年,超过一年,辐射损害开始显著增加他们患癌症的风险。亨宁说:“如果你要让人冬眠,并且要保护他们,这将使更长的任务成为可能。”

  • 也许我们可以让宇航员进入冬眠状态,但当他们醒来时,他们可能不知道自己是谁,也不知道该做什么。

这也可能有助于长期的太空殖民。“在现实中,在太空生育孩子是不可能的,(因为)卵子和精子会受到严重损害,你永远不会得到合适的后代。”

这实际上是科幻电影中的情节,但鲁夫和亨宁都相当自信这是可能的。“如果我们了解了神经内分泌通路,也许有一天我们能够让人类进入冬眠状态,”鲁夫说。“我们知道其他灵长类动物,如马达加斯加狐猴,也是冬眠动物,所以我们可能拥有所需物质和途径的基因组成。”

当然,如果我们真的成功了,我们将不得不面对和动物一样的缺点,比如失忆。鲁夫说:“我们可能会让宇航员进入冬眠状态,但当他们醒来时,他们可能不知道自己是谁,也不知道该做什么。”

即使不可能让人类冬眠,模仿其中的一些过程也可以帮助治疗人类疾病。

一只北极熊从冬眠的洞穴里出来

当动物冬眠时,它的器官会出现病变:肺看起来像哮喘,大脑则表现出阿尔茨海默氏症的迹象。但当它们醒来时,冬眠动物就会扭转这些变化,一切恢复正常。亨宁将其比作喝10罐能量饮料,如此之快就能恢复健康。

看来冬眠对我们有好处

例如,2008年的一项研究显示,北极熊在冬眠期间不会丢失骨量——这是已知唯一不会丢失骨量的哺乳动物。研究发现,怀孕的野生北极熊比棕熊更能适应长达六个月的冬眠。目前尚不清楚其机理,但了解其机制有助于研究和治疗人类骨质疏松症。

荷兰制药公司硫酸酯正在研究“基于自然冬眠机制保护作用”的化学物质。其中一种化合物,sull -121,已经被测试为一种可能的治疗被称为慢性阻塞性肺病的肺部疾病的药物。

到目前为止,这些治疗方法要么是理论上的,要么是在非常早期的阶段。但似乎冬眠对我们是有好处的,即使我们自己从来没有做到过。


文章译自BBC Earth

编辑于 2021-01-05 11:18