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青蛙冬眠的根源

2017-11-22 13:56  来源: 科普中国-科学原理一点通

夏季,每当傍晚时分,在郊外或者在农村的农田里、池塘边、有水的沟壕里、河流沿岸的草丛中,人们总会听见各种青蛙快乐的鸣叫声,有的声音激昂高亢,有的低沉短促。如果是一个比较大点的池塘,或者水量充足的稻田,那更是万蛙齐鸣,热闹非凡,既像在合作演奏一支美妙的乐曲,又像在进行一首雄伟的大合唱。它们在水里,在田间快乐地唱着歌,享用着蚊子、苍蝇和蝗虫等各种野餐美味,好不自在,让我们人类都对它们的逍遥自在羡慕不已。

可是,到了冬天,这种热闹的青蛙鸣叫景图却没有啦,即便我们找遍乡野田间,也不会找到一只青蛙的影子。这么多的青蛙为什么突然消失了?它们都到哪里去了呢?原来,它们为了躲避冬天的严寒,都到地下去冬眠啦。那么,青蛙为什么要冬眠呢?

 

青蛙的活动时间与大自然的温度变化有密切的联系

 

在动物界,青蛙属两栖纲,在长期的进化中,青蛙既能在水中游泳,又能在陆地上跳跃,因此属两栖动物。青蛙的幼体在水中生活,用鳃呼吸,而成年的青蛙则用肺呼吸,皮肤是辅助呼吸器官,可以辅助肺进行呼吸。青蛙属冷血动物,体温不稳定,会随外界气温的变化而变化,因此,环境对青蛙的影响比较大,青蛙对环境的依赖性比较大。当冬季来临,气温下降时,青蛙的体温也随着逐渐下降,当气温非常低时,青蛙就会因受不住寒冷而躲进泥土里去冬眠,来躲避冬季的严寒。到了春季,气候变暖,气温回升,青蛙便会从泥土里爬出来,开始活跃起来。可见,青蛙的冬眠是应对和适应外界环境的一种生存方法。一般情况下,每年的10月末,青蛙便开始进入冬眠,因此,在此后将近半年的时间里,人们便找不到青蛙,也听不到它们呱呱的叫声啦。第二年的3月中旬,随着气候回暖,气温上升,青蛙们的体温也会逐渐上升,并从冬眠中醒来,走到地面上进行活动。于是,乡村的田间就又会蛙声一片啦。

可见,青蛙的活动时间与大自然的温度变化有着密切的联系。

 

青蛙

 

青蛙冬眠的根源

 

那么,青蛙的活动与气温变化的联系为什么这么密切呢?其实这种联系的根源在于一种叫作“酶”的物质。所有的生物体,包括人类及其他动植物在内,所进行的一切生命活动均离不开酶的参与。而酶参与生命活动的关键在于,酶一定要具有活性。酶是一种非常特殊的物质,它的活性只有在适宜的温度下才能正常发挥。与其他生物体一样,青蛙的体内也有这种酶,青蛙是变温动物,当外界气温较高时,青蛙的体温也随着升高,它体内的酶活性也就随着增强,因此青蛙们的活动就会非常活跃。相反,当外界的温度下降时,青蛙的体温也会随着降低,图体内的酶活性也会随着降低,酶参与生命活动的能力也会减弱。当外界气温和青蛙的体温低于适宜的温度时,酶会因缺乏活性而不能参与生命活动,于是青蛙无法活跃,而只好去睡大觉了。当然,温度过高也会使酶丧失活性,因此,在高温天气里,蛙会明智地躲进水里或者阴凉处。

或许你会问,人类的生命活动也离不开酶,那么为什么人不冬眠呢?其实原因很简单,因为我们人类是恒温动物,不仅具有自我调节体温的汗腺、毛发等组织器官,也具有调节体温的能力,例如冬天衣服穿厚一点,夏天穿薄一点等保温措施和散热途径,能够把体温始终维持在37ºC左右。而青蛙则不能像人类等恒温动物那样能维持恒定的体温,它们的体温只能顺应外界温度而不断发生变化,并为了适应温度的变化而去冬眠。另外,当气温低于一定的温度时,青蛙们的食物也会越来越少,青蛙们也不可能像鸟类那样进行大规模迁徙,于是便会选择进入不吃、不喝、不排泄、不活动的冬眠状态。

 

冬眠的青蛙

 

青蛙如何进行冬眠

 

在越冬进入冬眠之前,青蛙需要摄取足量的食物来补充营养,来满足整个冬眠过程中身体基础代谢所需要的消耗。否则,青蛙便可能熬不过漫长的冬季,而死于冬眠中。绝大多数青蛙在选择冬眠的场所时,除考虑安全不被伤害外,最关键的一个因素是确保使自己不至于被过低的环境温度致死在冬眠中。因此,他们冬眠的地点会选择在光照条件良好、落叶覆盖的土壤里和石头下、池底的泥中等。处于冬眠状态中的青蛙,不吃、不喝、不活动,体温下降、身体器官处于不工作状态,心脏不跳动,肺不呼吸,血液循环减慢,整个身体的新陈代谢都非常微弱,消耗的营养物质也非常少,等到体内储存的营养物质将要消耗殆尽时,春天也就来了,冬眠也随之结束。青蛙走出冬眠洞,就会进食大量的食物,以便补充身体营养,尽快恢复体能。

 

进入冬眠的青蛙

 

冬眠的呼吸方式

 

在冬眠的过程中,青蛙的皮肤着实功不可没,因为冬眠时青蛙的肺停止呼吸,皮肤表面的气孔和毛细血管可以辅助呼吸,冬眠时青蛙的皮肤接触湿润的泥土,只要有一点点空隙,青蛙就可以通过皮肤进行呼吸,才能确保它们顺利越过漫长的冬天。

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]