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为什么人类不用冬眠?北极熊、乌龟和青蛙为什么要冬眠?

电脑版   2020-11-26 13:41  

为什么人类不用冬眠?北极熊、乌龟和青蛙为什么要冬眠?:你有没有很羡慕青蛙、北极熊等可以在冬天一觉睡3个多月,什么也不做的日子?你是不是也曾经抱怨过,为什

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你有没有很羡慕青蛙、北极熊等可以在冬天一觉睡3个多月,什么也不做的日子?你是不是也曾经抱怨过,为什么人类不需要冬眠?

其实你知道吗?人类不需要冬眠这个特征,恰恰帮助了人类成为人,不信,你看。

生物为什么要冬眠?

你发现没有?一般需要冬眠的生物要么是生活在高纬度的极地地区,比如:北极熊;要么是变温动物,比如:青蛙。

那么为什么会这样呢?

北极熊之所以要冬眠,其实是因为在寒冷的冬季时,北极熊生活的地区会被冰雪覆盖,植物被覆盖在厚厚的冰雪之下,无法进行光合作用生产能量。此时极地地区的能量将会变少,北极熊需要燃烧自己的脂肪才能度过漫长的冬季,为了节约能量,它们每天会花费大量时间睡觉,只有偶尔出来饮水或者捕食。

变温生物之所以需要冬眠,是因为变温生物无法通过自己调节体温,它们把体温交给了外界环境,随着外界温度变化而变化。

这样的好处是节约能量,因为常温生物每天需要花费大量的能量用于维持体温,所以对能量的需求较大,而变温生物只需要常温生物的1/3能量,即可满足每天的能量需求。

然而有利就有弊,当天气较冷时,变温生物的体温会随之而下降。我们知道,生物在进行一系列生命活动时,离不开细胞的活动,而细胞的活动又依赖酶的转化效率;然而酶的转化效率又取决于温度高低。

温度偏高时,酶的转化效率就会提高,能够产生生命所需要的更多能量(温度太高也不行,代谢能力过快会产生大量自由基破坏体细胞,导致生物易衰老甚至容易生病)。当温度较低时,酶的转化效率就会减缓,产生的能量无法满足生物进行生命活动。

所以,变温生物在气温较低的季节进行冬眠。

如果人类需要冬眠的话,这意味着要么人类面临着严重的能量危机,不得不在寒冷的季节节约能量度日;要么人类是变温生物,像青蛙一样在外界变冷时,不得不选择冬眠。

无论是哪种情况,对人类来说都是一种灾难。

人类如果会冬眠,会怎样?

如果人类面临的是能量危机,这意味着人类丧失了农业。因为农业的出现,就是把生产能量较多的季节里的能量收集起来,用于生产能量较少的季节使用。比如:夏季的小麦丰收,可以用到冬季里食用。

如果人类面临能量危机,只能像北极熊一样,在能量较多的季节里多吃一些储备成脂肪,以供冬天消耗。那么这种调节能量的方式,远不如人类的农业高效,可能会导致大量人口死亡。

如果人类是变温生物,不得不在冬季时冬眠,这将会造成人类栖息地减少,一些高纬度地区将会变得不再适宜人类生存。

而且,人类活动的时间也将会减少,在寒冷的夜里和季节,人类将会因温度较低而无法活动,只能蜷缩在屋里冬眠。

这也意味着人类在寒冷的夜里和冬季丧失战斗力,一些大型食肉动物很容易捕获我们,人类或许会因此灭绝,即使幸存下来,也不会演化成今天的样子。

再者,即使我们已经有了武器可以对抗大型动物,不必担心生存问题,那么冬眠对人类的影响也非常巨大。

比如:在冬季里我们无法活动,所有的工业、农业等都需要停滞,一旦遇到干旱、洪涝等自然灾害,很可能造成来年农作物颗粒无收。

再者,如果人类需要冬眠,那么人类饲养的家畜、家禽等将会因缺乏食物而死亡,或者逃窜。

还有,人类能够用于学习、工作的时间变短,整个社会的效率会大幅度减缓,经济活动也会出现停滞。

由此可见,如果人类需要冬眠的话,那么人类绝对不会以今天的面目出现在地球上。

总结

美国气象学家爱德华在1961年提出过蝴蝶效应,意思是说:即使是非常小的一个因素,也可能引发巨大的后果。

生物进化也是如此,如果人类需要冬眠,那么演化到今天的人类绝对不会是我们今天的样子,很可能人类在演化途中由于各种原因被消灭了,或者生存空间一再压缩,只能成为某种数量稀少的生物。

总而言之,人类绝对不会像今天这样以万物之主的身份站在食物链顶端。

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为什么人类不用冬眠?北极熊、乌龟和青蛙为什么要冬眠?

为了生存,只好冬眠

一说起冬眠,我们脑海里会浮现出一群动物、刺猬、熊,蛇和青蛙等等,入冬前会吃的饱饱的,然后找一个保暖的地方,一动不动的冬眠。

它们也是迫不得已,没有办法。

冬天般寒风刺骨,树木凋零,能飞的早已经跑到了南方过冬去了,只剩下一群“粗大汉”(熊),通常在这种情况下寻找猎物很不划算。

第一,在物资溃泛状态下,捕捉猎物消耗的能量是大于平常的捕捉猎物的所消耗的能量,

第二,熊是恒温动物,维持机体运转需要庞大的能量,捕捉猎物无法补充损失能量,就等同于恶性循环,加快死亡。

所以不得已北极熊只好进入冬眠状态,以最低的新陈代谢的方式,降低能量损耗。

变温动物的特殊性

恒温动物是为了节约能量,耗掉一身的脂肪,那变温动物又是因为什么呢?

变温动物无法调节自身的温度,在零下十几度的温度里,就意味着自身温度要保持与周围环境一样的温度。

我们知道维持生命运转的因素是体内的各种酶,温度过低酶的活性会降低,温度过高酶会变质水解。

如图所示,看似温度降低对于酶的影响较小,实则不然,长时间身体温度处于较低状态,会导致酶的活性非常低,生命活动缓慢,最后停止工作。

所以温度过低,也会主体死亡,最好的办法是学习青蛙、刺猬找到一个较深的洞穴,藏入其中,大地作为厚重的棉被,有效的阻挡寒冷。

这样的情况下,地表温度依然很冷,然而地洞温度恰恰好,依然在变温动物的承受范围内。

此时,酶活性很低,即达到了降低新陈代谢同时又满足了生命运转所需。

所以乌龟长寿是有道理的!能不动就不动,能冬眠就冬眠,总之严格控制能量损耗。

人类冬眠会怎样?

我们先脑补一下,人找个大洞钻进去,然后呼呼睡大觉。(不要问我为什么不在房间里冬眠,因为大家在冬眠,没有暖气)

此时此刻你要面临尴尬的问题,恒温动物想要冬眠,首先你要有像熊一样的脂肪,你必须在冬天来临之际,拼命的吃,增加脂肪厚度(我想这恐怕是小姐姐的噩梦)。

以北极熊为例,它平均体重550斤,脂肪厚度6厘米,冬眠心跳保持每分钟九次。意味着人类想要冬眠必须要有足够脂肪,在寒冷的时候充分燃烧卡路里,维持身体恒温的同时降低心跳。

人类在睡眠状态下,心跳会维持在50-70下之间,清醒且心境平稳状态下,心跳会保持在60-80下之间,远远达不到熊科的每分钟九次。

与此同时又延申到另一个问题,心脏的耐压承受能力,身体越胖,心脏的承受压力越大,而且特别容易患各种慢性疾病。

全身的脂肪挤压心脏,以人类的心脏是无法承受巨大体重压迫,很容易“睡觉未成而中道崩殂”,所以又是所面临的一大问题。

总之,人类冬眠是个很好的不错的想法。

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每到冬天来临之际,许多鸟类会在秋天飞往南方去躲避冬天,世界上许多在草原上生活的动物也会向温暖的地方迁徙,我们人类更是裹上厚厚的棉服,屋子里开着暖气。

但有些动物他们既不迁徙,也没准备好过冬的食物,他们每到冬季,就开始冬眠,他们就是北极熊、乌龟、青蛙等动物,那为什么人类不选择冬眠呢?北极熊、乌龟和青蛙为什么又一定要冬眠呢?

何为冬眠?

冬眠,也叫冬蛰,是一种生物学现象,是一些异温动物和变温动物对冬季外界不良环境条件(如食物短缺、寒冷等)的一种适应。这些动物在休眠的状态下,其体温会随之调节,代谢和其他生理活动将下降。冬眠的物种包括主动式冬眠动物和被动式冬眠动物,冬眠型动物的年度周期也只分为非冬眠季节和冬眠季节。

冬眠动物的身体会发生很大的变化。

首先,处于冬眠期的动物,它们的心跳会变得很慢,每到冬天,刺猬就会钻进泥洞里,蜷缩着身体,一动也不动,它们的心跳一分钟只跳10~20次。其次,冬眠的动物几乎是处于麻痹状态,曾有科学家用蜜蜂做实验,发现当气温在7~9℃时,蜜蜂的翅和足就停止了煽动;当气温下降到4~6℃时,在触动它,却没有丝毫的反应,很显然,它进入了更深沉的麻痹状态。最后,冬眠时,动物的体温也会下降,据研究,黄鼠在130个昼夜的冬眠时间中,共放出70卡热量,但冬眠过后的14个昼夜中,就能放出579卡热量,由此可见,冬眠动物体温下降时,机体内的新陈代谢作用变得十分缓慢,仅仅能维持它的生命。

冬眠可分为入眠、深眠和出眠三个阶段。

入眠动物开始降低到稳定地接近环境温度的过程,大约需要一到数日。入眠时的外界刺激因素主要是温度,各种动物入眠的温度相差很大,刺猬在27℃左右就会进入冬眠,而仓鼠在9~10℃才开始冬眠。此外,光照、食物及饮水的供应也会影响到入眠。

深眠动物在体温接近环境温度时,便进入深眠,深眠期间,它们的心跳变得很慢,几乎处于麻痹状态,等到环境温度上升时,它们就会从深眠中醒来,便进入到出眠阶段。

出眠跟入眠一样,各种动物出眠时的温度也会有所差异,刺猬的出眠温度大约为6~9℃,达乌尔黄鼠约为10℃,出眠后,动物的各种系统机能也将恢复正常。

为什么动物需要冬眠?

冬季进行冬眠的动物一般分为两类:一类是生活在寒带或温带的变温动物,如蛇、刺猬青蛙等,它们在寒冷的冬季无法维持正常活动所需的恒定体温,所以只好通过冬眠来躲避寒冷的冬季;另一类是恒温哺乳动物,比如熊,在它们生活的区域里,冬季无法找到只够维持生命所需的食物,所以也只有通过冬眠来降低能量消耗,以度过食物匮乏的冬季。

动物冬眠的诱发因素大多是外在因素,如秋季食物的短缺和环境温度的下降,前者如熊类,冬季因找不到足够维持生命的食物,只能选择冬眠躲避冬天;后者如蛇及蛙等两栖爬行类动物,其体温与周围环境相配合,当温度下降时,体温也跟着下降,从而进入冬眠。但也有科学家指出白昼缩短是一种冬眠信号,它也会导致冬眠的一些内在因素的改变,如激素水平的变化和季节性变化的生物钟调节。

人类为什么不用冬眠?

原因一:人类具备了抵御严寒冬季的能力

人类是恒温动物,可以通过体温调节中枢来维持体温的恒定,不随环境温度变化而变化,所以即使冬季温度降低,也不用通过冬眠来抵御寒冷。此外,人类是顶级的捕食者,面对冬季气候寒冷、食物缺乏等不良外界条件时,人类有足够的能力去抵御,所欲不需要通过冬眠来躲避冬天。

原因二:人类的心脏在低温的条件下无法工作

据研究,人类的心脏无法在低于28℃的状态下工作,而冬眠动物的心脏即使在1℃的环境下也能正常跳动,但人类却做不到。

原因三:人类自身体积因素影响

冬眠动物的体型通常都很小,平均体重在70克左右,当然,除熊以外,人类自身体积都较大,所以就体积来说,也不符合冬眠的条件。

其实,冬眠也不全是好处,对一些动物来说,冬眠是有一定风险的,比如,当动物处于冬眠期时,其免疫力会降低,此时易被病毒和细菌感染。而且有些动物在冬眠后,记忆会受损,这对动物都是不利的。

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为什么人类要冬眠呢?不论时间不论气候,人类都可以找到食物、繁殖没有季节的限制,人类顺利渡过了很多极端的气候,使人类有了更大的发展,为什么要一睡半年?

冬眠的动物主要是冷血动物和少数哺乳动物。冷血动物(两栖动物、爬行动物)的冬眠是因为它们没有体温调节系统,需要靠阳光等自然热源保持体温,当体温太低的时候,细胞中的酶类活性下降不利于它们的生存,所以在气温降低之前,松果体感受到光线角度的变化,于是它们就知道该爬进洞穴冬眠了。但是它们的冷血特征也使得它们新陈代谢的速率比较缓慢,饱食一顿三五个月甚至半年不吃也无所谓,在寒冷的冬季本身就活动不利,而它们的食谱动物也较少出没,所以冷血动物干脆就冬眠,一觉睡半年完事。不过生活在热带地区的冷血动物就不需要这样的生活方式。

哺乳动物的冬眠是另一回事,多数靠储存食物或者脂肪生存,比如熊的冬眠。熊是一类大型的哺乳动物,而且是恒温动物,因此食物的需求量比较大,因此熊基本上都是杂食动物,需要靠吃果子或者捕猎动物生存。而很多熊活动的地区,冬季白茫茫一片,果子没了、动物出没也少了,捕猎十分不利,于是它们也进化出了冬眠的能力。冬眠前熊需要尽量多吃,快速地补充脂肪,冬眠的时候,它们的体温能下降三四度,心跳频率下降至75%左右,使它们能量消耗的速度减缓,依靠储存的脂肪冬眠,度过寒冷的冬季。

熊的冬眠相比冷血动物的冬眠并不纯粹,只是为抵抗寒冷季节的无奈选择,野需要偶尔爬出来喝水觅食,爬行动物冬眠时新陈代谢大幅度降低,低到不需要消耗多少能量,在冬眠的状态下它们睡上个十年八年的也可以。而熊是恒温动物,虽然体温能稍微降低适应寒冷,但是新陈代谢的速率依然比较快,冬眠后爬出洞穴常伴随着脂肪层减少,熊会变得比较瘦弱,刚从洞穴里出来的时候,熊体力较为衰弱,相对来说也完全有利于熊的生存,若食物丰盛,它们也可以选择不冬眠,人类动物园饲养的熊就不大需要冬眠;还有一些啮齿动物的冬眠,比如松鼠,主要是在食物丰盛的时候觅食搬进树洞中,冬季环境恶劣就不出去了,呆在洞里就有吃有喝。

而这也是进化的意义,进化不是“别的生物有的,咱也得有”,进化的意义是得以在地球上生存,那么不管是何种方式,只要适应了自然环境不就好了?所以问题的答案就是人类只是没有进化出冬眠的能力而已,人类智商发达,很好地发挥了主观能动性,可以化不利为有利,利用自然的知识去对抗自然的环境,冷了就穿兽皮衣服,实在扛不住了就找个温暖的洞穴点上一堆火,这种适应可比被动的冬眠有利多了。也得益于挑战种种困境,刺激了人类脑的发育(前提是具备促成人脑的各基因),使人类成为了世界上最强大的物种。

不过人类也希望开发类似于冬眠的技术,使人较长时间地陷入沉睡,现在的人类是不怎么用得着,可是一旦人类踏上星际旅途,动不动就是几十几百几千几万年,那么冬眠将是降低人力需求的重要手段。设定好飞船的飞行程序,人就钻进冬眠舱中睡觉,差不多到的时候再唤醒,有利于人类度过孤独漫长的旅程。

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冬眠又称“冬蛰”,是某些动物在冬季时生命活动极度降低的状态,对冬季外界不良环境(如食物减少、寒冷)的一种适应,冬眠前,在秋季的时候,冬眠动物就会寻找栖息点,如树洞、土坑、地穴等,在里面铺上羽毛细草、嫩草做垫子,钻进去呼呼大睡,它们总会蜷缩着身子,耷拉着眼皮,以这种低耗能形式度过严冬。

冬眠时动物的呼吸会从原来的每分300下降至6~13下,体温从37度减至2~7度,动物冬眠前都会大量吃东西,存下许多营养和脂肪,冬眠时就不再进食,那人类为什么不能冬眠呢?原因如下 :


一、动物冬眠几个月里,只能获取少量氧气,到达大脑的血液量会下降90%,在这氧气能量奇缺的情况下,人的头脑只能坚持几分钟。

二,人类的心脏在太冷的情况下是无法正常工作的。人类的心脏会对钙产生收缩反应,如果钙太多的话,最终结果就是心脏骤停。在一定的温度下,人的心脏不能去除多余的钙,因此,当温度在28摄氏度以下的时候,人类的心脏就会停止工作。

相比之下,冬眠动物的心脏即使在1摄氏度的环境下也能继续跳动,因为它们的心脏去除多余的钙,这是人类所做不到的。

三,冬眠也有缺点。例如,冬眠动物基本上是免疫系统不工作,所以存在感染的风险。 冬眠似乎也影响记忆。2001年,维也纳大学的Eva Millesi培训一组地松鼠穿过迷宫。

冬眠后它们记忆变差,也忘记他们学到过什么。 但是,这并不能阻止科学家们探索人工冬眠的可能性。

随着寒冷的冬天的到来,很多的动物都要冬眠。冬眠是动物调节自身的体温,调节新陈代谢的一种状态。冬眠是很多的变温动物为了逃避食物匮乏带来的隐患的‘法宝’,在冬眠的时候它们的神经都会进入麻痹的状态,会停止活动。

一些哺乳类的动物,冷血动物还有一些鸟类它们在比较寒冷的时间都会采取降低体温的方法来进入一种昏睡的状态。因为在冬季,食物都比较匮乏,很多的动物都只能通过冬眠降低能量消耗。

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因为人类不是:乌龟、青蛙、熊。

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