小动物怎么过冬?(过冬教案及故事详解)

seoxin 10-12 18:20 7次浏览

青藏高原的冬天非常严酷,高寒低氧,食物还很缺乏,如此严酷的环境对动物的生存是严酷的生理学挑战。

为了过冬,动物们可谓是各出奇招。

有些物种如燕子等,会在冬季来临前飞向温暖的南方悠闲过冬;有些物种如旱獭、黄鼠、刺猬、蝙蝠、蜂鸟等,会采取冬眠(或蛰眠)的方式度过严冬。

而有些物种则通过提高生理抵抗能力或行为调节度过严冬,如提高自身产生热量的能力,建筑保暖的巢,贮存足够的食物等。

还有的动物会减少巢外活动时间,降低体重等,甚至通过聚群来抱团取暖的方式,减少自身的总能量需求。

但是,也有一些小型恒温哺乳动物,既不冬眠,也不囤食物,比如青藏高原上的高原鼠兔。它们的体温相对较高,甚至一年四季都在地面活动。

鼠兔是如何克服寒冷,顺利过冬的呢?这一直是科学家很感兴趣的问题。

最近,中国科学院遗传与发育生物学研究所、动物研究所和西北高原生物研究所组成的研究团队经过13年的合作研究,初步揭示了高原鼠兔成功越冬的奥秘之一——吃牦牛的粪便。

吃多点保暖过冬?不需要!

高原鼠兔是一种既像小鼠又像兔子的小家伙,属于兔形目鼠兔科鼠兔属,体重约150克左右(体重范围是110克-210克),小巧玲珑,性情温顺,比家兔敏捷不少。高原鼠兔分布在青藏高原3000米-5100米的地区,作为植食性动物,它是严格的“素食主义者”。

研究发现,高原鼠兔的生存代价很高。它没有冬眠的习惯,一年四季都在地面活动、寻找食物,和其他小动物相比,高原鼠兔的体温比较高、代谢水平也较高。

最开始,科学家猜测,在异常寒冷的冬天,鼠兔需要更多的能量来维持生存和高而恒定的体温,因而需要的食物量也会增加。

研究人员采用双标记水的稳定性同位素方法,在野外测定了自由活动的高原鼠兔在冬季和夏季的每日能量消耗。

测定结果让科学家们十分意外。平均来看,冬季的环境温度要比夏季要低25oC,但高原鼠兔在冬季的能量消耗不但没有增加,反而比夏季降低了30%左右,也就是说,冬天的鼠兔只取食了夏季食量的三分之二那么多,就成功维持了恒定的体温。

在愈发寒冷的冬季,鼠兔的能量消耗反而变低了,这是为什么呢?

为了弄清这个谜团,研究团队在鼠兔的腹腔内埋置了体温记录装置、活动自动记录设备,以此来长时间监测小鼠兔们的体温与活动性变化;同时,在野外对它们的地面活动进行录像。

结果科学家们发现,鼠兔不仅会在冬天降低自己体温,还会减少活动。通过测定还发现,冬季鼠兔的代谢水平也降低了。

这样就得出了结论:在冬季,高原鼠兔总能量消耗的下降,主要是通过降低代谢水平、降低体温和减少地面的活动量来实现的。

可是,在观察鼠兔地面活动的过程中,研究人员偶然发现,鼠兔的食物好像……有些奇怪?

你没看错,这幅“屎”诗级画面,记录着可爱的鼠兔取食耗牛粑粑的瞬间。

蹭饭王的终极境界:吃对手的粑粑!

尽管有些惊讶,科研人员还是对鼠兔这位不一般“干饭人”的进食行为展开了研究。

“干饭人 干饭魂 鼠兔真是人上人”……可平时吃草的高原鼠兔为什么要吃牦牛的粪便,这有什么作用?

是因为喜欢牦牛的气味儿?还是单纯的爱吃“翔”?(啊这个可能不太合理……)

其实,从越冬的生存目的来分析,我们就明白了。因为,如果鼠兔能够取食牦牛的粪便,冬天就有了额外的能量来源。

为了证实这个想法,团队在野外用摄像机持续拍摄了鼠兔的地面活动和取食行为,多次发现鼠兔在啃食牦牛的粪便。

此外,他们采用了分子生物学的技术,分析了鼠兔的胃内容物,发现鼠兔的胃内容物中有牦牛的DNA,这样就证实了鼠兔取食牦牛粪便的事实。

通过进一步分析鼠兔和牦牛的肠道微生物的组成,科学家发现,在冬季取食了牦牛粪便的高原鼠兔,它们的肠道微生物组成变得与牦牛的微生物组成很相似了。这说明高原鼠兔取食牦牛的粪便,不仅可以作为能量的补充,还能够影响其肠道微生物组成,从而进一步改变其营养和代谢等生理学功能。

除此之外啊,研究团队们还发现了一个有趣的现象:冬季,在牦牛密度高的地区,高原鼠兔的数量会更多,并且它们跑到寒冷地面上活动的频率会更少。

实际上,牦牛和鼠兔都是取食牧草的物种,在食物资源上是存在竞争关系的。如果一方吃得多了,必然会影响到另一方的食物资源,如此说来,同一区域的牦牛数量多,鼠兔数量应该越少才是。

而本应抢夺草类的两位竞争者——牦牛和鼠兔,居然能打破这个“反比例”关系,变成了牦牛数量多,鼠兔数量也多的状况,这就是因为鼠兔“奇葩”的饮食结构了。

如果牦牛们能说话,它们也许会发出这样的牢骚:“鼠兔不讲武德,居然吃我这个对手的粑粑!

因此,通过鼠兔在冬季取食牦牛粪便作为能量补充的事实,就可以很好地解释,为何家养牦牛密度高的地区,鼠兔数量也多的奇怪现象了。

正是由于鼠兔们取食牦牛粪便的行为,才使得其种群在牦牛密度高的地方也能够繁盛起来,两个物种之间,有竞争也有合作。

这个发现,为理解青藏高原动物种间的互惠共生关系、生物多样性的维持、以及生态系统的功能等重要生态学问题,都提供了新的视角。作为一名研究者,不禁想问:神奇的大自然,神奇的万物,你还有多少惊喜等待我们发现?

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