你不得不知道的冷知識:爲什麼人類不需要冬眠

忽如一夜冷風來全國各地進入速凍模式在工位上無數人睏倦地發出悲鳴爲什麼動物需要冬眠但是人類不用呢?

其實動物冬眠可不是單純的睡大覺,而是一種高深的生存策略,核心目標就是:省飯、省電、保平安

當寒冬到來氣溫低、食物少,環境惡劣動不動還會遇到暴風雪,對於很多動物來說出門覓食就像刮彩票大概率開出個「謝謝惠顧」,與其在外面冒着生命危險去賭那點微不足道的運氣,不如直接關機靠着夏天貼的一身膘過日子,主打一個「無法開源,那就節流」

當然,動物的冬眠也分流派通常分爲專性、兼性

兩種前者是無論環境溫度、食物狀況如何,每年冬季自發進入冬眠的動物,而後者通常只在冷應激,還有食物匱乏的情況下進入冬眠,也就是「被迫營業」

同時,爲了在寒冷中保持體溫,動物需要消耗巨大的能量,冬眠時它們會進入一種類似「待機」的狀態:新陳代謝率急劇下降,有時甚至降到正常水平的 1%,心跳變得極其緩慢,從每分鐘幾十上百次降到幾次呼吸變得微弱而悠長,體溫顯著降低有些小型哺乳動物的體溫甚至會降到接近冰點!

而進入冬眠的動物狀態也各不相同

熊的冬眠可能持續 6 個月在這期間它們有特殊「姿勢」維持一定的機體功能,當它們處於冬眠狀態時體內會進行蛋白質和尿液循環且冬眠結束後肌肉不易萎縮

其中北美黑熊(Ursus americanus)可以將心率從 55 次/分鐘降低至 9 次/分鐘,在冬眠期間它們甚至數月不用拉便便

一項爲期3年的研究顯示,北美黑熊在長達半年的冬眠期間,大腸末端會形成由糞便構成的“塞子”,其最長可達近7釐米。腸道會持續吸收“塞子”中的水分,使糞便逐漸乾燥硬化,從而阻止腸道內其餘糞便意外排出。

 這一“塞子”機制是黑熊適應冬眠的關鍵生理策略。當冬眠結束後,黑熊會先排出積攢半年多的糞便,隨後便開始主動覓食,恢復正常生理活動。

 動物學家曾通過解剖冬眠期黑熊的腸道樣本驗證了這一現象,該機制能幫助黑熊在不排便的冬眠期間,維持體內水分與電解質平衡,減少能量消耗。

那爲什麼人類不用冬眠呢難道就是趁着動物冬眠的時候人類在悄悄進化嗎?

其實人類是有過類似「冬眠」的案例,比如 1999 年 5 月一位名爲 Anna Bagenholm 的放射科醫生,在挪威的納爾維克(Narvik)滑雪時失足掉入冰凍的溪水中,被發現時全身僅有腳在水面以上,約 80 分鐘後才被救起

她被救起時,體溫只有 13.7°C瞳孔放大,呼吸和心跳都已停止,救護團隊連續搶救了 9 個小時逐漸幫其恢復體溫

第二天Anna 的心臟終於開始恢復工作,又經過了 10 天,她從昏迷中甦醒並於當年 10 月重新迴歸工作

這位醫生「死」而「復生」的案例被記錄在著名醫學雜誌《柳葉刀》上

2006 年還有過一位日本攀登者,跌落山崖在冰天雪地裏「睡」了 22 天,被發現時體溫僅僅有 22 度,然後奇蹟存活,通過對西班牙北部的古洞穴挖掘出的骨骼也顯示人類可能有過類似冬眠的跡象但這些都是意外,並非常態

emmmmmmm爲什麼人類沒進化出真正的冬眠能力呢?

其實是因爲我們人類從「硬件」到「軟件」還都不支持這項功能,而這主要歸結於生理限制、環境適應和進化選擇

前面說了冬眠動物體溫可降至接近 0℃仍存活,但人類是恆溫動物,體溫需要維持在相對穩定的範圍內,大幅度降低體溫會導致器官功能紊亂,甚至死亡核心體溫低於 28℃可能會導致心臟驟停同時缺乏降低代謝率的生理機制(如特定的冬眠激素或抗凝血能力)

在冬眠狀態下,如果免疫系統停止工作也會增加感染風險,長期靜止還會導致肌肉萎縮、骨質疏鬆。和前面提到的北美黑熊不同,如果人類的代謝廢物無法正常排泄可能引發中毒(如尿素積累)

而且許多動物冬眠是生存所需,但是人類就不一樣了人類掌握取暖、儲存食物等技術,面對變化的環境可以從從容容,遊刃有餘無需通過冬眠來應對寒冷與飢餓

雖然現代人類不冬眠,但靈長類中的矮狐猴能冬眠 7 個月,之前普遍認爲冬眠動物擁有一些特殊的基因能夠幫助它們適應冬眠狀態,但人類祖先起源於熱帶地區,未進化出冬眠所需的基因和代謝途徑

但今年 7 月一篇發表在 Science上 的研究還發現冬眠的動物並非獲得了新的基因,而是通過「關閉」了一些維持恆溫的古老基因限制,從而解鎖了代謝靈活性

科學家也正研究冬眠機制試圖應用於宇航員長期太空任務或醫療急救中比如降低創傷後代謝需求

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