——读海因里希《冬日的世界》一书有感

所有的动物能够延绵至今，都源自它们非凡的适应能力。我们知道，动物体内有相当多的水分，水在零度以下就会结冰。那些在寒冷的冬季生长着的动物，所面临的最大的挑战，就是如何保证自己的体温不降低到冰点以下，以保证自身细胞内的水不会因为结冰而导致细胞的破裂、自身的死亡。

贝恩德·海因里希的《冬日的世界：动物们的生存智慧》一书，向我们展示了在那冰天雪地的冬日世界里，从温血飞鼠和小型戴菊到沉睡的黑熊，从休眠的龟到冰冻的昆虫和蛙，这些生长在北国世界的动物们依赖着让人难以置信的进化创新走出的生存之道，它们展现出了令人惊讶的适应能力，在很多方面连人类都自愧不如。

（一）

对所有的动物来说，冬天的日子非常难捱。在漫长的演化过程中，有相当多的动物因为无法适应冬日的气候而消亡，那些能够延绵至今的动物，都是因为在进化的过程中，探索出了一套适应不同环境的策略。这些策略主要包括：

迁徙。冬天到南方，夏天再返回来。特别是那些鸟类和昆虫，为了能够保存种族，每年都要长途跋涉。这是一场壮举，更是一场生死未卜的旅程，包括人类在内的其他物种的围追堵截，迁徙过程的中转站的食物供应等，都会给它们带来致命的影响。在长时间迁徙时间和路线的选择中，它们已经形成了一种适应的机制，包括如何躲避天敌，如何在中转站的食物开始丰富的时候恰好赶到，等等。但随着人类自身为了生存而开荒造田，以及温室效应等的影响，已经导致很多鸟类迁徙中转站的消失以及食物供应链的终端。

隔热。鸟类的羽毛、哺乳动物身上的毛皮，以及人类身上所穿的适宜的衣服，等等，都是在冬季里隔离体内和体外温度的传导的具体事例。

筑巢。像河狸、熊、人类、鸟类和一些昆虫，采取的措施比隔热更进了一步，它们建造巢和穴来补充或取代身体的隔热。当然，建造巢穴要受到多种因素的限制，包括建造的材料、加热或降温所需的能量、防御以及可及性等等。

冬眠。到了冬季，寒冷是一方面的因素，食物的匮乏对动物的影响更大。为了避免因为没有食物而饿死，很多动物在进化的过程中发展出了冬眠的策略。

（二）

动物通过其体表来散发热量。动物的体温和气温的差距越大，越容易向外散发热量，就需要拥有更多的能量来保温。大的哺乳动物，像麝牛、狼和北极狐等，都会换上厚厚的冬季毛皮，这层毛皮的隔热是如此之好，以至于它们在最冷的夜里也能保持身体特定的体温。然而那些小的动物在冬天里的隔热情况就不令人乐观了。

相比较而言，动物越小它的表面积的比例就越大，因此越是小的动物其自身能量的散发和流失越快，越需要不断地补充能量来维持自己体内的能量平衡。金冠戴菊就是一种很小的鸟，一只拔了毛的戴菊就像一只细长腿支起来的粉红色的樱桃。而且戴菊的脑容量占了它体重的6.8%，远超过我们人类的1.9%。我们知道，大脑是动物能量消耗量最大的器官，人体约20%的能量被大脑消耗，戴菊估计也不会低于这个比例，这就使得戴菊每天必须要花费大量的时间来寻找食物，保证能量的供应。

金冠戴菊在白天里需要找到3倍于它们体重的食物，以免自己能量不足被饿死或者冻死。在冰天雪地里，戴菊以什么为食呢？海因里希和他的学生在寒冷的冬季，在戴菊出没的地方进行了非常仔细的观察和研究，发现在严寒的深冬树上，竟然有很多微小的毛虫，成为戴菊主要的食物来源。生物世界的食物链，就是如此的奇特。

鸟类一般不会靠换它们的装束来改变隔热，而是通过改变使用它们的方式。要保存热量时，它们抖松羽毛，从而增加包裹着它们的空气层的厚度，戴菊就是采用这样的办法来隔热的。睡觉时，戴菊把自己保暖的更好，它们把头和脚都缩到它们约2.5厘米厚的羽毛层下，这个羽毛层从里到外可以保持惊人的身体和空气的温差，达78℃。戴菊的脚和腿的温度一直都很低，被调节到刚刚高于冰点，与人类的腿和脚的温度完全不同。这使得戴菊不用在腿和脚方面做很多保暖的举措，不像人类，有相当多的一部分保暖措施都用在腿和脚上了。

通过抖松羽毛来隔热，效果是非常好的，但要防止绒毛被雨水打湿。绒毛一旦潮湿，将有致命的作用，所以鸟类特别进化出了羽毛，类似于雨伞的作用。如果气温进一步降低，戴菊还会采取另外两种举措来保暖：一是通过颤抖使体内产生热量，然后借助隔热把热量保持在体内；二是多个戴菊挤在一起抱团取暖。

（三）

冬季生存的关键是能量的收支平衡。

在能量供应经常紧缺的冬天，在13℃的环境下，不冬眠、不聚在一起、也没有巢的鹿鼠每天要比用上上述三项节能措施的鹿鼠多消耗2.5倍的能量。以此，有不少动物选择筑巢来帮助自己渡过冬季。

动物筑巢的目的是为了给自己营造一个生活的微环境，在巢穴中，气温通常在0℃左右，这一温度使得动物的代谢速度大大减缓，可以较少其能量的消耗。同时，这个温度也是一个临界点，让动物不至于被冰冻起来，从而导致自身的死亡。

有些动物进入冬眠状态之后并不是一动不动的，会随着外界气温的变化而调整自己，蟾蜍就是一个很典型的事例。蟾蜍即使在冬眠时也在挖土，在整个冬天里越走越深。之所以这样做，是因为随着外界气温的降低，霜冻线也日渐深入，蟾蜍要通过不断地把洞挖深，以让自己所处的位置始终在霜冻线之下，最多的时候，它们可以深入土层1.2米以上，待在气温为1-2℃处，这也是它们那时的体温。

河狸在秋季的时候会将很多树枝等收集起来，让其沉入到池塘或者河道之中。随着冬季的到来，水面结冰之后，这些沉入水中的树枝就是他们的主要食物所在。它们将自己的巢建在高出水面的土丘上，下面连通水系，冰面为它们提供了很好的保护，让它们的生活环境保持在0℃以上，并在需要的时候随时进入水中取食。河狸的脚和尾巴也是冷的，也不覆以毛皮。就像戴菊的腿一样，河狸和麝鼠的脚和尾巴有特殊的血液循环解剖结构，帮助防止身体的热量从这些身体部位流失。

很有很多动物将雪作为巢的重要组成部分。在寒冷的冬季，雪就像一床棉被一样覆盖着大地，也为很多动物的巢穴提供了良好的保暖措施。当然，这些动都非常清楚，在巢里，一星半点的湿气都远比严寒更危险，因为潮湿会破坏隔热。在接近0℃时，雨可以致命，而-30℃的情况下雪却可以保持舒适度，因为它不会打湿或破坏隔热。无法保持干燥，一切救命的隔热都是儿戏。

（四）

冬眠并不是一种躲避寒冷的策略，而是动物们关于食物的策略，是为了避免季节性的饥荒。

飞鼠、灰松鼠、红松鼠等等，都是由6000万年前的同一个祖先进化来的，它们分化成了专门吃不同种的食物。吃什么食物变什么样，而且它们的冬眠也取决于它们吃什么。在冬眠时，花栗鼠的体温不是被动的。在气温是0℃时，它们将体温调整到接近6℃，而不是它们活跃时的37℃。当气温超过15℃时，冬眠中的花栗鼠体温就不在自我调节了，而是被动地随着气温上升。

林蛙的冬眠非常独特。它不建造专门的巢穴将微环境调整到0℃左右，而是简单地将自己埋在树林飘落的腐叶的下方。这样它的生存环境的温度将在冰点以下。蛙等冰先形成，然后在一天之内让自己变得能耐受冰冻。在冰染指细胞之前，蛙以血糖快速上升来应对，在细胞内注满起到抗冻剂作用的葡萄糖。这样即使身体的其他部位给冰冻了，细胞则不会冻坏。大约15个小时之后，这只蛙除了细胞内之外全部被冻硬。它的心跳停止了，血液也不流动了，也不再呼吸。从某种意义上看，它死了，但它且在等待着某个机会重新复苏。

这让我想起了打了霜之后的蔬菜，带有一些甜味，口感很好，其实就是因为蔬菜为了防止自己结冰，而在蔬菜的细胞内增加葡萄糖的缘故。还是回到林蛙上来，冰冻的身体在解冻后能够复苏一直是低温生物学家的白日梦，在森林中冬眠的林蛙这么做却像例行公事一般。如果我们能够解开这个谜，那将对低温生物学和医学有很大的促进作用。

熊的冬眠和其他动物有很大的不同。大多数熊都会在夏末和初秋疯狂进食，吞下的食物约为普通摄入量的5倍，将增加约12.7厘米的脂肪。熊主要靠它的毛皮隔热，在冬季里它们的隔热能力成倍增长。一旦进窝了，它们7个月不吃东西，靠着它们的体脂一直撑到春末。1月时母熊会生2-3个没毛的幼崽，它们不冬眠。它们吸妈妈的奶，而妈妈冬眠着。窝里一直很干净，母熊在整个冬眠期间都不会排泄，还会将幼崽排出的粪便吃掉。

熊冬眠时，体温维持在35℃。由于熊冬眠时主要代谢脂肪，所以它们的血液里不会积累大量的尿素。产生的少量尿素被转化为无毒的肌酸。而且，氮的代谢物不仅没有变成有毒废物，还通过生化反应在冬眠的熊体内被回收到蛋白质中。因此，熊即使不活动，肌肉量也没有减少。

冬眠的奇迹关系到许多紧迫的医学问题，对人类而言颇有现实意义，特别是衰老、星际旅行和骨质疏松症。我们都知道，骨质流失和肌肉量减少的罪魁祸首是缺乏肌体活动。不活动的话，体内每个器官都会受到负面影响，不仅有骨质流失和肌肉退化等问题，肠道的吸收速率也变慢了，还对胰岛素产生糖尿病前期所具有的耐受性。冬眠的熊实现了不可思议的代谢奇迹。如果我们知道其中的奥秘，就有可能治愈许多人类疾病。遗憾的是，熊身上的这些谜，大都还没有解开。

海因里希说：“每个物种经历世界的方式不尽相同，许多物种有迥异于我们的能力。他们会向我们展示无法想象的神奇。因此，我们对各种动物越有同情心，我们就能懂得越多。”对此，我深有同感。

《冬日的世界：动物的生存智慧》 [美]贝恩德·海因里希/著  赵欣蓓 岑少宇/译  上海科技教育出版社  2015.12