不如來冬眠吧?

你好,歡迎來到 –《發現新視界》。

即將進入冬天,這時候有許多物種正忙著做最後準備。
除了努力地吃吃吃累積脂肪外,牠們還要找尋並布置適合自己冬眠的所在,然後塞滿柔軟、保暖的填充物,像是雜草、樹葉、各種毛料等,準備好好睡上一覺。

可是我們呢?為什麼不需要像這些冬眠動物一樣躲避寒冬,難道人類不可以冬眠嗎
試想一下,如果能在冬天好好睡到自然醒,想必是再幸福不過的事。
有些人可能會說他在冬天總是特別犯睏,早上很難爬起來,覺得天氣冷特別好睡,這難道不是冬眠的徵兆嗎

別傻了,這叫「賴床」,只是因為被窩太溫暖,不想出來面對寒冷殘酷的現實世界而已。

我們必須了解,冬眠並不如想像中的那樣簡單與美好,而是需要一些先天條件和諸多準備的。
今天就來稍微認識一下冬眠的奧秘吧!

 

◎為什麼動物需要冬眠?

對動物們來說,一年當中最難熬的時節就是冬天
在氣溫驟降甚至降雪的日子裡,環境變得異常惡劣,植物愈來愈少,這也意味著食物的短缺
數個月的時間裡,若想順利存活下去,不用些特別的手段是沒辦法的。
因此在演化上,大部分的變溫動物,以及部分哺乳類少數鳥類便發展出冬眠的方式來度過寒冬。

而冬眠實際上就是一個節能的方式,整個身體機能會降低,呼吸減弱心跳變慢體溫下降新陳代謝近乎停止,用身體儲存的脂肪撐過數月。
不過,不同動物的冬眠期間不同,運作機制也有點差異。
牠們偶爾還是會醒來,但不能太過頻繁,因為每次的覺醒都要耗能。

甚至有些動物並不一定要在冬天才能冬眠,只要牠們想節省能量,每天都能進入這種休眠狀態幾個小時,例如某些鼠類和蜂鳥。
也有物種直接睡一整年的,例如歐洲小睡鼠,而小睡鼠們這麼做的理由則是和當地山毛櫸樹的繁殖年有關,如果當年的山毛櫸樹種子不夠多到進行大量繁衍,那牠們便不會醒來。
冬眠對小睡鼠來說不僅可以度過寒冬,還可以躲過天敵捕食,畢竟成天睡在地底下是很安全的,冬眠的存活率近乎100%啊!這樣看來刻意放慢繁殖節奏似乎也是一種生存策略呢。

另外像是棕熊、浣熊的冬眠,跟上述的情況又都不太一樣,牠們的體溫和心跳並不像真正的冬眠動物那樣大幅驟降,而是在自己的巢穴中進行半睡半醒的狀態數個月,這種模式則稱作冬休

 

◎冬眠的條件有什麼?

就拿土撥鼠來舉例好了,冬眠時的土撥鼠,體溫會降到攝氏7度心跳從原本每分鐘100下降至3下,每小時僅呼吸一次。這樣的數據對人類來說似乎過於困難,無論是體溫、心跳還是呼吸頻率。

而我們和這些冬眠動物的差別究竟在哪裡?
首先要了解一下心臟跳動的原理,鈣離子的濃度變化是促使心肌舒張或收縮的關鍵之一,一旦人體體溫低於攝氏28度,鈣離子通道便會失效濃度過高的鈣離子累積在心臟會使其停止跳動,然後死去。
相反地,那些體溫降到10度以下還能維持緩慢心跳的物種,是因為牠們擁有特殊的「去鈣離子心臟」

除了要有特別的心臟以外,必須吃得肥肥的也是關鍵,脂肪不夠多的話會不夠支持你睡到明年春天。而一直躺著睡覺的狀態也可能會使你肌力下降,就像長期臥病在床的病患一樣。
科學家發現棕熊具有一種特別的賀爾蒙,叫做冬眠誘導觸發子(Hibernation Induction Trigger, HIT),它讓棕熊可以安然地在巢穴裡半睡半醒度過冬天,同時不會喪失大部分肌力

 

◎為何人類不需要冬眠呢?

這跟人類的生活模式有很大關係,人類演化的起源是在赤道附近,這裡沒有所謂冬天,食物來源穩定,自然也不需要靠冬眠來逃避惡劣環境
但這不表示生活在熱帶的物種都不會冬眠。
像是與我們同為靈長目的侏儒懶猴,明明生活在馬達加斯加卻會冬眠。

同時我們也是最頂級的捕食者,依靠聰明的腦袋和各種工具,可以解決許多理論上的天敵,因此也不需要透過冬眠來躲避掠食。
而且我們已知用火,人類就更沒有理由冬眠了,在寒冷的冬日裡我們依舊能用許多方法為自己保暖,做許多其他動物做不到的事,甚至還能找出那些在冬眠中毫無防備的獵物們。

再者,我們的體積似乎太大了,會冬眠的物種體積多半很小,平均體重約70公克。
也許你會想到熊,但就如上面所述,熊的冬眠並不標準,牠比較像是把自己吃到很胖以後,回巢穴裡不吃不喝靠那些脂肪睡上半年,而非真正讓自己的身體進入一個極低耗能的休眠狀態。

這些都只是理由之一,讓我們發展出冬眠技能的機率降低了,人類為了生存實在找不到什麼非得冬眠的理由不可。
而且冬眠不見得是件好事,如果動物們有辦法在冬天生存,實在沒必要採取冬眠這種手段。

 

◎我們有辦法嘗試冬眠嗎?

在開頭時有講到,冬眠並不是那麼簡單與美好,它其實是有缺點及副作用的。

科學家表示,冬眠看起來就像長時間的睡眠,但其實不然。
從觀察冬眠中的動物腦波可以得知,牠們會定期從休眠轉到睡眠狀態,這樣的理由可能和保護大腦有關

大腦神經元會在冬眠時期有不同程度的退化,因為氧氣和養分供給降低的緣故,神經元間的突觸連接會被斷開、重組
研究發現,相對於沒有進行冬眠的動物,那些醒來後的動物會忘記牠們在冬眠前曾學習過的事物,例如迷宮中的正確路線,或是控制食物機器的開關操作等。

因此,如果我們想要進行安全的冬眠,首先得克服失溫後心臟停止跳動的問題,然後還要面對大腦神經元受損的風險,你可能醒來就會忘了自己是誰之類。
而如果想要像冷凍細胞株那樣將整個人體冷凍起來,然後再解凍喚醒也是很不錯的想法。可是得先克服冰晶破壞細胞膜的問題,你可能會需要置換抗凍劑到體內,然後還要想辦法成功喚醒個體,而不是凍下去就再也不會動了。但這世界上沒有所謂的絕對與不可能,這些問題說不定都能在未來被克服,或是某種程度的化解,找到解決方法。

 

◎冬眠可以做什麼呢?

冬眠對我們來說有什麼吸引人的地方。
絕對不是像動物那樣用來躲避寒冬,也不是讓你賴床不用在冬天早起上班上課

更有可能的應用會是在醫療、以及太空旅行上。

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(《星際過客》劇照,裡頭為一具一具的冬眠艙)

醫療方面,無論是在等待器官移植的重症患者,或是等待嶄新醫療技術的絕症病人,我們都可以利用這種冬眠技術讓人體進入一個時間暫停的狀態。
對他們來說就像是進入時光機器,閉上眼,再次醒來後可能是幾十年甚至幾百年後了,而肉體依舊保持在原本的狀態。
而至今仍然有許多人相信,只要能將肉體完善保存,未來一定有更先進的醫療來修復這些受損的部分。

而動輒數光年以外的星際探險,也會需要這樣的技術來支持,你總不會希望一段美好浪漫的太空旅程在到達後都已經成為老頭子了。
遑論那些超過數百光年距離的遙遠星球,在無法利用蟲洞來進行時空跳躍以前,我們始終得面對這種距離障礙。
如果讀者對這樣的題材有興趣,想必你也會喜歡《星際效應》或是《星際過客》這樣的電影,尤其後者正是貼切描述人們對於冬眠艙的期待與應用

 

以上,就是本週的《發現新視界》。

我們下週再見!

 

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