你不得不知道的冷知识:为什么人类不需要冬眠

忽如一夜冷风来全国各地进入速冻模式在工位上无数人困倦地发出悲鸣为什么动物需要冬眠但是人类不用呢?

其实动物冬眠可不是单纯的睡大觉,而是一种高深的生存策略,核心目标就是:省饭、省电、保平安

当寒冬到来气温低、食物少,环境恶劣动不动还会遇到暴风雪,对于很多动物来说出门觅食就像刮彩票大概率开出个「谢谢惠顾」,与其在外面冒着生命危险去赌那点微不足道的运气,不如直接关机靠着夏天贴的一身膘过日子,主打一个「无法开源,那就节流」

当然,动物的冬眠也分流派通常分为专性、兼性

两种前者是无论环境温度、食物状况如何,每年冬季自发进入冬眠的动物,而后者通常只在冷应激,还有食物匮乏的情况下进入冬眠,也就是「被迫营业」

同时,为了在寒冷中保持体温,动物需要消耗巨大的能量,冬眠时它们会进入一种类似「待机」的状态:新陈代谢率急剧下降,有时甚至降到正常水平的 1%,心跳变得极其缓慢,从每分钟几十上百次降到几次呼吸变得微弱而悠长,体温显著降低有些小型哺乳动物的体温甚至会降到接近冰点!

而进入冬眠的动物状态也各不相同

熊的冬眠可能持续 6 个月在这期间它们有特殊「姿势」维持一定的机体功能,当它们处于冬眠状态时体内会进行蛋白质和尿液循环且冬眠结束后肌肉不易萎缩

其中北美黑熊(Ursus americanus)可以将心率从 55 次/分钟降低至 9 次/分钟,在冬眠期间它们甚至数月不用拉便便

一项为期3年的研究显示,北美黑熊在长达半年的冬眠期间,大肠末端会形成由粪便构成的“塞子”,其最长可达近7厘米。肠道会持续吸收“塞子”中的水分,使粪便逐渐干燥硬化,从而阻止肠道内其余粪便意外排出。

 这一“塞子”机制是黑熊适应冬眠的关键生理策略。当冬眠结束后,黑熊会先排出积攒半年多的粪便,随后便开始主动觅食,恢复正常生理活动。

 动物学家曾通过解剖冬眠期黑熊的肠道样本验证了这一现象,该机制能帮助黑熊在不排便的冬眠期间,维持体内水分与电解质平衡,减少能量消耗。

那为什么人类不用冬眠呢难道就是趁着动物冬眠的时候人类在悄悄进化吗?

其实人类是有过类似「冬眠」的案例,比如 1999 年 5 月一位名为 Anna Bagenholm 的放射科医生,在挪威的纳尔维克(Narvik)滑雪时失足掉入冰冻的溪水中,被发现时全身仅有脚在水面以上,约 80 分钟后才被救起

她被救起时,体温只有 13.7°C瞳孔放大,呼吸和心跳都已停止,救护团队连续抢救了 9 个小时逐渐帮其恢复体温

第二天Anna 的心脏终于开始恢复工作,又经过了 10 天,她从昏迷中苏醒并于当年 10 月重新回归工作

这位医生「死」而「复生」的案例被记录在著名医学杂志《柳叶刀》上

2006 年还有过一位日本攀登者,跌落山崖在冰天雪地里「睡」了 22 天,被发现时体温仅仅有 22 度,然后奇迹存活,通过对西班牙北部的古洞穴挖掘出的骨骼也显示人类可能有过类似冬眠的迹象但这些都是意外,并非常态

emmmmmmm为什么人类没进化出真正的冬眠能力呢?

其实是因为我们人类从「硬件」到「软件」还都不支持这项功能,而这主要归结于生理限制、环境适应和进化选择

前面说了冬眠动物体温可降至接近 0℃仍存活,但人类是恒温动物,体温需要维持在相对稳定的范围内,大幅度降低体温会导致器官功能紊乱,甚至死亡核心体温低于 28℃可能会导致心脏骤停同时缺乏降低代谢率的生理机制(如特定的冬眠激素或抗凝血能力)

在冬眠状态下,如果免疫系统停止工作也会增加感染风险,长期静止还会导致肌肉萎缩、骨质疏松。和前面提到的北美黑熊不同,如果人类的代谢废物无法正常排泄可能引发中毒(如尿素积累)

而且许多动物冬眠是生存所需,但是人类就不一样了人类掌握取暖、储存食物等技术,面对变化的环境可以从从容容,游刃有余无需通过冬眠来应对寒冷与饥饿

虽然现代人类不冬眠,但灵长类中的矮狐猴能冬眠 7 个月,之前普遍认为冬眠动物拥有一些特殊的基因能够帮助它们适应冬眠状态,但人类祖先起源于热带地区,未进化出冬眠所需的基因和代谢途径

但今年 7 月一篇发表在 Science上 的研究还发现冬眠的动物并非获得了新的基因,而是通过「关闭」了一些维持恒温的古老基因限制,从而解锁了代谢灵活性

科学家也正研究冬眠机制试图应用于宇航员长期太空任务或医疗急救中比如降低创伤后代谢需求

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