今天我们想和朋友们分享一些小动物过冬的故事。希望以下观点能帮助您找到您想要的百科全书。
当寒冷的冬天来临时,动物们都有自己的越冬技能,比如蝙蝠、刺猬、松鼠、青蛙、蛇等,不仅是这些小动物,连熊这样的大型动物也会找个大树洞躲起来冬眠。悄悄。动物冬眠的现象非常奇怪,引起了仿生学界的极大兴趣。基于仿生学开发了许多优秀的产品。我们先从动物冬眠的现象说起。
冬眠是一些冬眠动物在冬季持续睡眠以度过寒冷冬季的行为。冬眠动物分三类:一是蛇、蛙等两栖类、爬行类的冬眠;二是蛇、蛙等两栖类、爬行类的冬眠;另一种是小型温血动物,如松鼠;第三个是熊。在冬眠期间,熊的体温仅下降几度,接近睡眠和冬眠之间的温度。有些昆虫以蛹的形式越冬。
冬眠的奇妙现象
动物冬眠中有许多奇妙甚至不可思议的现象。加拿大山鼠冬眠半年,蜷缩在洞穴里,呼吸几乎停止,脉搏变得极其微弱。它的温度降到只有5摄氏度,几乎就像死了一样。
松鼠睡得更香了。从树洞里挖出一只冬眠的松鼠。它的头似乎被砍掉了。无论我怎么摇晃它,眼睛都睁不开,用针扎也无法叫醒它。它只有被加热才能移动。
动物的冬眠时间差异很大,一般为3个月。西伯利亚的土拨鼠和中国北方的刺猬一次冬眠200天,而紫貂只冬眠20多天。
动物冬眠有两个主要原因。一是冬季环境温度下降,寒冷的天气需要释放大量的能量;其次,粮食极度匮乏。这使得一些动物在长期的自然进化过程中形成适应性休眠状态,以承受冬季低温的不利生存条件。
冬眠动物的秘密武器之一——“冬眠”
动物的冬眠引起了生物学家的关注。他们发现冬眠动物出现一系列奇怪的生理变化。心脏的跳动极其缓慢,肺部的呼吸也很缓慢。一次呼吸可以持续10分钟。至于动物冬眠的调控机制,人们仍在探索中,冬眠的深层秘密还远未被揭开。
然而,已经取得了一些令人鼓舞的进展。科学家们进行了一项实验。首先,他们利用人工条件让龙猫冬眠,抽取它的血液,注射到其他活泼的龙猫体内。这些龙猫也立即进入冬眠状态。实验还表明,冬眠数周的动物的血液比刚进入冬眠的动物的血液具有更强的诱导冬眠作用。
科学家利用计算机、示踪原子、电子显微镜等技术,发现冬眠动物的血液中存在三种奇怪的小颗粒物质,简称DADLE物质。它们都是结构复杂的高分子化合物,又称“冬眠激素”,具有诱导动物冬眠的功能。
动物的冬眠促进了对“睡眠”的研究。睡眠占据了人生命的三分之一,对人们的生活影响很大。人们一直在探索睡眠的秘密。“冬眠激素”的出现给了人们启发。那么普通动物的睡眠情况又如何呢?生物学家还做了一个实验:让狗或山羊疲惫不堪,长时间不睡觉,然后抽取一些血液或脑脊液,然后注射到猫或狗体内。只需要十分之一克就可以让它们睡几天。小时。
通过精密分析发现,睡眠激素的成分是一种与冬眠激素类似的细胞壁肽S因子,同时也是一种结构复杂的高分子化合物。事实上,“冬眠激素”从结构和功能上来说也是一种“睡眠激素”,所以有时人们也称其为“睡眠激素”。
与安眠药不同,睡眠激素是大脑产生的内源性化合物,对身体没有副作用。科学家们发现了几种结构不同的睡眠激素,它们在睡眠过程中发挥着不同的作用:有的可以起到催眠作用,使人很快入睡;有的可以产生催眠作用,使人快速入睡;有的可以产生催眠作用。有些可以让人睡得更久;可以使人睡得更深、更安稳。
科学家们正在深入研究睡眠激素的结构,以找到合成它的方法。答案一旦揭晓,意义可以说是极其重要的。首先,它可以减轻无数失眠者的痛苦。目前,全球近五分之一的人患有失眠症。失眠对人们的生活质量影响很大。大量使用各种安眠药的副作用令人担忧。
其次,“睡眠激素”的出现也为医生找到了新的治疗方法:在手术后给患者注射微量的睡眠激素,让患者根据需要睡几天或更长时间。这个时候,睡觉是最好的。病人一醒来,伤口就已经愈合了。另外,畜禽在长途运输过程中,饲养管理是一个难题,死亡率较高。如果他们使用睡眠激素,他们很容易在旅途中入睡并在目的地醒来!
其他仿生学专家表示,破解生物冬眠的密码可能会导致开发出一种诱导宇航员在太空旅行期间“冬眠”的方法。宇航员在长途太空航行中可以睡上数月或数年而不影响健康,使人类飞向浩瀚宇宙成为可能。
冬眠动物的第二秘密武器——“防冻液”
冻伤是寒冷冬季地区的常见病。冻伤的原因很简单,就是组织细胞被冻结。冰晶在细胞内或细胞间形成。一旦活细胞被冷冻,膨胀的冰晶就会损伤甚至破坏细胞膜,导致细胞死亡。即使没有完全冷冻,细胞液的活性也会受到不利影响,这也会产生严重后果。
然而,冬眠动物在冬眠期间是不可能保暖的。如何解决这个问题呢?令人惊讶的是,它们通过降低体液的冰点并防止细胞组织冻结来大大提高其耐寒性。如何降低体液的冰点?方法是生产大量的“防冻液”。
科学家冷冻了一些青蛙。几天后,让它们慢慢解冻。这些青蛙解冻后仍然活着。科学家发现,一种复杂的有机化合物通常用作冷冻青蛙的防冻剂,可以成功降低体内液体的冰点。这种“防冻剂”也存在于自然冬眠的青蛙中,但当春天变暖、鲜花盛开时,它就不再存在于跳蛙中。
据调查,世界各地许多汽车发动机故障都是由冷却系统引起的。水冷系统存在两大问题:一是水垢粘附在水箱金属表面,使冷却效果越来越差,且难以清除;二是水垢附着在水箱金属表面,使冷却效果越来越差,且难以清除;其次,水在0以下结冰,导致散热器结冰甚至破裂。为了解决冷却水问题,我们需要添加防冻液。目前市场上的防冻剂大多以乙二醇为主要原料,然后添加一些有机或无机盐,以达到防腐、防锈、防垢的效果。防冻液成分复杂,成本高,但需求量大。
冬眠动物“防冻剂”的发现让我们眼前一亮。这种复杂的“防冻剂”很容易由动物自己制造,而且质量如此高,性能如此完美。虽然“防冻液”降低冬眠动物冰点的表现在不同地区有所不同,但都能保护自己过冬。科学家们正试图破译这种生物“防冻剂”的复杂结构。如果能够批量生产,仿生学将为人类做出巨大的贡献。