動物行為之冬眠

1、動物行為學之冬眠冬眠的定義冬眠的定義1研究冬眠的意義研究冬眠的意義2冬眠動物舉例冬眠動物舉例3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4主要研究結果主要研究結果5目錄CONTENTS一、什么是冬眠n冬眠冬眠 冬眠（英語：Hibernation），也叫“冬蟄”。 某些動物在冬季時生命活動處于極度降低的狀態(tài)，是動物對冬季外界不良環(huán)境條件（如食物缺少、寒冷）的一種適應。蝙蝠、刺猬、極地松鼠等都有冬眠習慣。冬眠，是一些異溫動物（一些冬眠哺乳類與鳥類）和變溫動物在寒冷冬季時其體溫可降低到接近環(huán)境溫度（幾乎到0）,全身呈麻痹狀態(tài)，在環(huán)境溫度進一步降低或升高到一定程度，或其他刺激下，其體溫可迅速恢復到正常水平。 冬眠中

2、的動物二、研究冬眠的目的n便于理解文獻，獲得歷史與文學價值便于理解文獻，獲得歷史與文學價值n便于人類深入了解生物進化的歷程便于人類深入了解生物進化的歷程n有利于人類進行物種的培育有利于人類進行物種的培育n有利于人工養(yǎng)殖，創(chuàng)造經(jīng)濟效益有利于人工養(yǎng)殖，創(chuàng)造經(jīng)濟效益n有利于促進醫(yī)學與人類健康的發(fā)展有利于促進醫(yī)學與人類健康的發(fā)展三、冬眠動物舉例n龜類龜類 在10月末，水溫度的逐漸降低，烏龜開始減少攝食至完全停止，隨后進入清腸期，烏龜?shù)亩卟粫隗w內(nèi)存留食物。當溫度降至13-14攝氏度左右時，烏龜處于半冬眠狀態(tài)。一般健康的冬眠溫度為5-12攝氏度，雖然理論上說明0攝氏度以上就能安全度過冬眠期，但是低于5

3、攝氏度會對烏龜造成一定健康影響，將提高冬眠死亡率。 主要有三種冬眠方式。1、淺水冬眠，適于水龜及半水龜2、使用墊材，適于所有龜種3、泥地冬眠n關于烏龜冬眠的一個實驗關于烏龜冬眠的一個實驗 將電極嵌入昏睡的黃腹彩龜?shù)念^部。研究結果顯示，即使在缺氧狀態(tài)下，這種爬行動物的神經(jīng)細胞對光線和震動都有反應。 科學家科學家推斷，在冬季，黃腹彩龜實際上并未陷入昏迷狀推斷，在冬季，黃腹彩龜實際上并未陷入昏迷狀態(tài)，它們一直在一種態(tài)，它們一直在一種“緩慢警戒緩慢警戒”狀態(tài)下，等待春天來臨的狀態(tài)下，等待春天來臨的信號。信號。n黑熊黑熊 熊在樹根之間的大隙縫內(nèi)冬眠，他們也會在樹下挖洞，在洞里冬眠。有時他們甚至會再大石頭

4、下，或倒下的樹形成的半露天的洞內(nèi)冬眠。 熊的體溫通常是37.8攝氏度，但他們在冬眠時，體溫會下降到33.9攝氏度。 母熊在冬眠時會生下小熊，她一般每次生兩只小熊。 熊有時如果受到聲音的驚擾，他會醒的。n關于熊冬眠的一個實驗關于熊冬眠的一個實驗 一個由美國懷俄明州立大學生理學生態(tài)學者亨利哈羅教授負責的研究小組分別在冬眠的早期以及末期對熊進行了組織切片檢查。他們發(fā)現(xiàn)熊的肌肉細胞都保持著相同的數(shù)量和形狀，并且?guī)缀鯖]有蛋白質(zhì)的損失。從秋季末期冬眠開始到冬眠結束，大約有130天的時間。在此期間，熊的力量僅僅減少了23。盡管它們在冬眠期內(nèi)不吃東西也不活動，卻仍保持了快速移動的能力，也保持了在特殊情況下所需

5、的“戰(zhàn)斗”能力。 四、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀n近年來，美國科學家終于揭開了動物冬眠的奧秘：在一些動物的血液中存在著一種能夠誘發(fā)動物冬眠的物質(zhì)，這是一種類似荷爾蒙的特殊蛋白質(zhì)，被稱為“冬眠激素”。n冬眠對于人類有著重要的醫(yī)學價值。目前醫(yī)學上已經(jīng)模擬動物冬眠的原理，創(chuàng)造了低溫麻醉法等人工冬眠技術。一般是把病人全身麻醉，再用冰塊或水使其體溫降至30此時病人肌體的新陳代謝減慢,對外界反應遲鈍,進入明顯的“人工冬眠”狀態(tài)。這樣既有利于醫(yī)生進行手術,又能減少手術對肌體的不良影響。n冬眠動物對病菌有免疫力,能抵抗輻射,特別是患有癌癥的動物,在冬眠時癌細胞生長極慢。因此利用冬眠激素來配合治療人類癌癥,將是癌癥患者的一

6、大福音。n人工冬眠在宇宙航行方面也具有重大意義。在宇宙飛行途中讓宇航員處于“冬眠”狀態(tài),待飛船接近目的地時再自動加溫,使其蘇醒過來,那么人類進行長距離的星際遠航就將有可能實現(xiàn)。n無脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)不發(fā)達，冬眠的信號是靠遺傳機制傳遞的，有人將冬眠的旱獺血清注入黃鼠體內(nèi)中誘發(fā)冬眠，將冬眠的活動期的早獺的血清相混合，注入活動的埋獺體內(nèi)。則進入冬眠的時間取決于血清混合的比例，從而證明血清中含有冬眠誘發(fā)物和抑制物。有人也證明了無尾兩棲類的皮下有克勞塞氏小體，是對冷的感受器，受腦神經(jīng)控制。此外，人們還發(fā)現(xiàn)冬眠的動物中甲狀腺機能降低，從而改變了代謝類型。腎上腺和腎上腺皮盾激素的分泌也降低。無脊椎動物的冬眠

7、n哺乳動物冬眠的年度周期，按體溫調(diào)節(jié)特點和動物的活動劃分為恒溫季節(jié)(非冬眠季節(jié))和異溫季節(jié)(冬眠季節(jié))。n冬眠是間斷進行的，這是典型的哺乳動物冬眠的一個重要特點。n哺乳類現(xiàn)存的十八個目中，已發(fā)現(xiàn)存在冬眠或蟄伏種類的有七個目，即原獸亞綱的單孔目；后獸亞綱的有袋目；真獸亞綱的食蟲目、翼手目、靈長目、食肉目和嚙齒目。n據(jù)目前資料來看，冬眠的哺乳動物并不是從變溫到恒溫進化的中間過渡。冬眠是動物進化到恒溫后在不同生態(tài)環(huán)境下產(chǎn)生的適應現(xiàn)象。哺乳動物的冬眠n深冬眠時動物體溫下降到高于環(huán)境溫度2“一3，并相對穩(wěn)定。在嚴寒的冬季，體溫可降到接近0。n冬眠時動物的代謝率僅為常溫時基礎代謝率的1一3%。冬眠時動物主

8、要依靠體內(nèi)儲存的脂肪供能，呼吸商略大于0.7。n冬眠動物的心臟在接近0仍可正常搏動，黃鼠和刺猬的心室肌細胞在0仍保持高幅度的靜息電位和動作電位，即對低溫的耐受性很高，而普通恒溫動物，當體溫降到20左右時即會因發(fā)生心肌纖顫而死亡。n冬眠動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)對低溫的耐受性比非冬眠動物的強得多。許多冬眠動物(如黃鼠、刺渭、旱獺等)，當體溫為5一7時，仍可記錄到自發(fā)的皮層電位。冬眠時，有些中樞是維持活動的，如體溫調(diào)節(jié)、心血管、呼吸及維持冬眠姿勢的中樞等，但也有些活動是完全抑制的，如條件反射活動、翻正反射、視感反射等。所以，中樞神經(jīng)系統(tǒng)各部分受冬眠影響是很不同的。冬眠時動物處于低溫麻痹狀態(tài)，但對外界刺激仍

9、保持一定的反應能力，其反應的敏感性和強度，因種因時而異。n1.冬眠是睡眠的延伸假說 實驗已證明，人眠過程是調(diào)定點溫度下降的過程，冬眠時，動物仍有體溫調(diào)節(jié)能力，即冬眠和慢波睡眠在體溫調(diào)節(jié)上有相似性。n2.冬眠觸發(fā)物假說 Dawe,A.R.等人從1968年起進行了一系列實驗他們從冬季冬眠著的動物身上取血，在夏季把冷藏的血或部分分離成份輸給正處于活躍狀態(tài)的冬眠動物，并給予低溫環(huán)境，發(fā)現(xiàn)能誘發(fā)動物冬眠。根據(jù)實驗結果提出,血漿的可透析部分含有冬眠觸發(fā)物而不可透析部分含有抗觸發(fā)物。觸發(fā)物分子與組織結合或進人組織,可直接影響組織代謝,組織本身即進人冬眠狀態(tài)。當觸發(fā)物和抗觸發(fā)物結合時則失活。關于冬眠的學說n我

10、國冬眠生理學研究起步較早，冬眠領域創(chuàng)始人趙一炳先生及其助手從1947年開始對刺猬冬眠的生理學進行研究，并進行冬眠生物學在醫(yī)學上的早期探索。1979年在北京大學組建了新的冬眠科研小組，金宗濂和蔡益鵬等對黃鼠冬眠生理特征進行研究，金吳和吳鶴齡對其乳酸脫氫酶的變化和組織特異性進行了研究，其后蔡益鵬等又研究了黃鼠冬眠的誘導因素，此后，以黃鼠為研究對象進行冬眠神經(jīng)調(diào)節(jié)和分子機制等方面研究的工作也陸續(xù)開展，研究物種主要包括嚙齒類，蝙蝠和刺猬等。我國冬眠研究進展五、主要研究結果n應用冬眠低溫技術于醫(yī)學治療 一些內(nèi)科醫(yī)師正運用“低體溫療法”（使患者體溫下降若干度并維持數(shù)日之久）治療創(chuàng)傷性腦損傷或癲癇等疾病。n

11、利用人工技術誘導實驗動物進行冬眠及復蘇 西雅圖弗雷德哈欽森癌癥研究中心的馬克-羅斯在2005年第一次通過硫化氫氣體誘導實驗室老鼠進入冬眠狀態(tài)。 麻省總醫(yī)院的外科醫(yī)生在對約克曼豬豬進行麻醉并且制造出嚴重的創(chuàng)傷后，醫(yī)生們快速將豬的體溫降低到10攝氏度。隨后外科醫(yī)生對它們進行了手術并且修復了它們的傷口。當它們的體溫恢復而且被注入溫血時就再次活了過來。n科學家嘗試實現(xiàn)人類冬眠 最新研究稱人類或具備動物一樣的冬眠能力。有記錄表明人類能夠進入到冬眠一樣的狀態(tài)?？茖W家正通過實驗研究降低人類體溫，使人保持類似睡眠的狀態(tài)長達數(shù)天乃至數(shù)周之久，隨后在不造成副作用的情況下將其喚醒。 2006年10月越三敬在失蹤24天后被救援人發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)他的時候，醫(yī)生確定他的新陳代謝幾乎處于停滯狀態(tài)。類似的故事還包括一名掉入冰水中的挪威滑雪者，從沒有心跳、呼吸而且體溫只有13.8度的狀態(tài)醒過來。n冬眠影響生物記憶 維也納大學在對歐黃鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，長達數(shù)月的冬眠會對冬眠動物的記憶構成負面影響。相比起沒有進行冬眠的動物，歐黃鼠在冬眠后無法解決它們在冬眠前已學習過的任務，如在迷宮中找到正確路線，或者是控制食物機器的杠桿。一個可能的解釋是，冬眠會降低神經(jīng)活性?？茖W家甚至已證