登陆注册
8860300000005

第5章 体温调节行为

体温是机体代谢活动的结果,也是生命活动的必须条件。地球上的气温相差很大,热带地区地表温度可高达60℃,两极地区可低至零下70℃。但几乎在各种气温条件下都有动物生存,且能保证一定的体温,不至热死或冻死。这主要是动物体在进化过程中,获得了不同的调节体温的机制,使其适应于生活环境中的气温变化。体温调节机制包括生理调节和行为调节两种。鸟类和哺乳类动物在进化过程中,神经系统和内分泌系统的发育比较完善,因此在不同的气温条件下,可以通过生理调节和行为调节使体温保持在一定的范围内,故称为恒温动物。爬行类、两栖类、鱼类以及无脊椎动物,因其神经、内分泌系统的发育不如鸟类、哺乳类完善,因此不能以生理调节的方式对体温进行调节,体温在一定范围内随温度变化而变化,故有变温动物或冷血动物之称。当气温过高或过低时,这类动物出现行为性调节活动,以免热死或冻死。

体温调节的行为变化受中枢神经系统丘脑下部的控制。在对外界温度做出适当的反应方面,皮肤温度较大脑温度重要。皮肤、呼吸道表面和内分泌腺影响到行为上和生理上的调节,但行为上和生理机制调节过程之间的区别是很难截然分开的。

第一节 在炎热气温下的行为调节

动物在炎热的气候环境中,为了使体内温度不至过高而影响生命活动的正常进行,行为方面的调节是值得注意的。

变温动物因其体温调节的生理机制很不完善或缺乏,行为调节成为最重要的方式。在水体中生活的动物(如鱼类等),由水温过高的地方游向水温适宜的地方。如淡水鲢鱼以浮游生物为食,一般在水体上层活动,当夏天午后上层水温过高时,鲢鱼常在中、下层水体活动,到黄昏以后,上层水温下降了才重新游到上层水体活动;生活在水边的两栖爬行动物,则躲进岸边洞内或潜入水中,到气温下降后才出来觅食;生活在树林、草丛中的两栖爬行动物则躲在潮湿的石块下面或潮湿的枯叶、枯草下面,到气温下降后才出来活动;而生活在干旱、半干旱荒漠、沙漠地区的爬行动物(如蜥蜴、蛇),在周围温度较高的时候,则躲在洞内或将身子埋在沙子下面。蜥蜴在炎热的沙地上活动时,常常会交替抬起一条肢体散热,以免被灼伤。许多昆虫在气温较高的环境中有的钻进土洞(如蚂蚁、地老虎),有的躲在植物叶片下面或草丛中(如蚜虫、菜青虫、蟋蟀)。蝴蝶在身体及翅膀表面,都生着一层细密的鳞片,当周围气温升高时,蝴蝶翅上鳞片的一端会自动升起呈倾斜状,以减少阳光直射的强度;蜜蜂在蜂巢里则共同振翅扇动巢内的空气,以利对流散热。热带地区巨大的蚁巢中,各条通道最终都与通风口相连,可见在建蚁巢时就考虑到通风散热的问题,而且蚁巢中还有专门负责运水的运水蚁,不断润湿蚁巢通道以利蒸发散热。有些动物则用夏眠的方式度过酷热的高温干旱季节,如海中的海参在海底下面夏眠可达100天,鱼类中的攀鲈在炎热的旱季夏眠到雨季才从泥洞里钻出来活动。

恒温动物因为其体温调节的生理机制比较完善,因此在外界气温升高时,可以通过生理和行为双重机制来共同调节体内的产热和散热过程,使体温在一定范围内保持相对稳定。其中,行为调节是值得注意的。鸟类、哺乳动物在炎热的气候条件下,其行为调节都有一个共同的特点,就是尽量减少体内的产热过程并增加散热过程。具体表现是,摄食量减少,活动量减少以减少产热;寻找通风、阴凉的地方,肢体(或翅)伸开;增加饮水量或吃多汁饲料;将身体浸入水中或用水把身体弄湿以增加散热。以“行为”的定义来衡量,气温开始升高时,许多动物就开始逐渐脱去绒毛多的冬装,换上没有绒毛的夏装,如羊、狗、猫、鸭,甚至在冬装脱掉后,身上不长毛(如骆驼)以利散热,这也属于避暑防热的行为。但是,不同动物的行为表现也有不同的地方。例如:河马和水牛喜欢将整个身体浸入水中,甚至老虎也喜欢浸泡在水中降温;大象扇动两个大耳朵以利散热,或到水中打滚,或用长鼻吸水喷洒到身上散热,尽量在早晚活动,中午休息,减少太阳的辐射热;猪接触到泥土就会用鼻子拱翻地面,躺在较凉快的下层泥土上,若有小水坑则喜欢在水坑里打滚,同时不断转身,把潮湿的一侧暴露在空气中,通过水分蒸发散热,使身体凉快;绵羊在未剪毛时,喜欢伸展肢体,侧身躺卧,尽量减少活动;牛喜欢卧于潮湿凉快的地方并增加饮水量,常常舔舐体表以增加散热;蝙蝠在出去觅食回来后即回到窝里倒挂起来,一动不动,这样可使体温下降十多度。牛、羊、马喜欢在夜间进食,喜食多汁饲料;禽类则往往喜欢伏在凉地上,两翅展开,或用水将身体、冠弄湿;蜂鸟还用短暂的夏眠方式度过酷暑高温季节。在沙漠中生活的动物,由于没有隐蔽的地方,骆驼在躺卧时,尽可能以最小体表朝着太阳,其他小型哺乳动物则白天钻在地下洞穴里以避高温,夜间出来觅食、活动。在炎热的气温条件下,人类的行为有与动物相似的地方,如尽量减少活动,寻找通风阴凉的地方,在摄食饮水行为上,也喜欢多饮水、喝汤。午饭吃得少,喜欢吃早茶、夜宵,喜欢洗澡等。与动物最根本的区别是能人为地创造防暑降温条件,如植树造林改善环境,制造遮阳伞、扇子、电扇、空调,建造楼、房、亭、阁等等以利遮阳、通风、降低环境温度,创造适宜的小气候等。

总之,在炎热的气温条件下,动物都会通过自身的行为,尽量减少外界热源辐射的吸收,减少内部热能的产生,增加体热的散发,保持体温不致过高。

第二节 在低温条件下的行为调节

在寒冬季节或在高纬度、高海拔地区,气温往往比较低,生活在低温条件下的动物,为了维持生存和正常的生理活动,需要通过体温调节的生理机制和行为来适应,否则就有可能被冻死。

对于体温调节机制不完善的动物,如所有变温动物和某些有冬眠习性的恒温动物,在周围气温下降到一定程度时,主要通过冬眠来度过寒冷季节。在气温还未下降到引起冬眠的临界温度时,这些动物就已经有行为上的适应变化。

据笔者观察,深秋初冬时节,白天气温在10℃以上,晚上在10℃以下。到傍晚时分,蝇喜欢往比较暖和的房内飞,或钻进楼道里杂物的缝隙里藏起来,待太阳出来后再飞出去(或飞到能晒太阳的阳台里)。如果将苍蝇关在晒不着太阳的北阴台上,可以观察到,当气温低于10℃时苍蝇就会往其他缝隙里钻,气温高于10℃又会爬出来觅食。在气温5℃以下时,将藏在杂物缝隙里的苍蝇抖出来,苍蝇基本上没有飞翔能力,能轻而易举地将其按住。据昆虫学家对蝴蝶翅上鳞片的观察研究,当外界气温骤降时,翅上的鳞片会自动地铺展在翅的表面,让阳光直射鳞片,吸收更多的热量以提高自身的体温,防止肌肉因低温而麻痹失去飞翔能力。笔者在儿时就发现,深秋,气温下降时,每逢黄昏前,蜻蜓就飞到茂密的草叶下躲起来,待第二天太阳出来后,气温升高了,才开始飞出来活动觅食。因为晚上气温低,蜻蜓因体温下降,肌肉无力,飞不起来,只好找安全的地方躲起来。利用这一规律,在清晨到草丛中可捉到许多蜻蜓。笔者在早春和深秋季节都到野外去挖过青蛙用以做试验。在晴天的中午,可以在青蛙经常出没的水沟阳坡发现有少量的青蛙在洞口晒太阳,发觉人走路的动静,它们赶紧退进洞里去。在早上或傍晚,在这些地方都是看不到青蛙的踪迹的,此时将青蛙从洞里挖出来,青蛙也不能跳跃,很容易抓住。在外界气温低于5℃时,将青蛙放到洞口附近,它也很难爬进洞里。可以推断,在气温还未降到5℃时,青蛙就已经钻进洞里去了。否则,它就有在洞外冻僵致死或被其他捕食动物杀死的危险。早春,沙蜥刚出蛰及深秋未入眠时,早上气温偏低,沙蜥爬到洞口或能晒到太阳的地方,头部向着太阳,接收太阳的热辐射,直到体温升高后才爬出洞口觅食、活动,一到傍晚气温下降,太阳落山,又赶紧回到洞中,以免气温下降后,体温随之下降,肌肉活动迟钝而被天敌吃掉。

有冬眠习性的恒温动物,如常见的蝙蝠和黄鼠,在气温逐渐下降时,其摄食活动即增加,以便体内贮存脂肪度过寒冬季节。仓鼠在冬眠前还有储存食物的行为,即除了大量增加摄食外,还要将食物运回巢内贮存起来。实验表明,有冬眠习性的哺乳动物,如黄鼠、刺猬、旱獭等,在外周气温下降到12~16℃时,已经有45.进洞蛰眠,在10℃以下均进洞蛰眠。

以上缺乏体温调节生理机制或有冬眠习性的哺乳动物,在周围气温下降到某一临界值以前,其行为就会发生相应的改变,最明显的行为改变是摄食增加,使体内脂肪贮存量增加,及时钻进洞穴中或其他可以防寒的地方蛰眠,蛰眠时体温保持比周围环境温度高出1~2℃。若蛰眠的地方不能防寒,体温下降到0℃以下,则有被冻死的危险。

大多数鸟类和哺乳动物在进化过程中都获得了完善的体温调节机制,在一般情况下,通过生理调节机制即可以使体温保持在相对恒定的范围内。但在寒冷条件下,大多数恒温动物通常还要通过一定的行为来防止体热的散失,或增加体热以保持体温恒定,维持正常的生理活动和生存。在寒冷条件下,禽类维持体温恒定的行为有些共同的方式,如竖起羽毛以增强羽毛的保温性能,把头缩于翅下,把双脚藏于腹下。幼禽常常拥在一起(体弱者被压在下面,常被压死),到避风向阳之处活动等以防体热散失;增加摄食量以提高体内能量储备。哺乳动物维持正常体温也有一些共同的行为,如寻找避风向阳的地方晒太阳,互相拥挤取暖,蜷缩身体并将四肢藏于腹下,尽量减少皮肤暴露的面积,做窝或钻洞穴以防体热散失;增加采食量和活动量以增加体热等。从行为的定义来衡量,动物在气温开始下降时,即开始脱下绒毛少的夏装,换上绒毛多的冬装,并开始长膘(如牛、羊、骆驼、鸭、鹅等),也属于抵御寒冷的行为。除了以上共同的方式外,不同的动物抵御寒冷的方式也有不同的特点。如企鹅生活在冰天雪地的南极,为了抵御风雪寒冷,它们常常聚居在一起,把卵放在双脚上面,身子下蹲,用后躯的羽毛盖住双脚和卵。生活在北美黄石公园的瘤牛在遇到暴风雪时,常卧在地上,头向着风,以防被毛被风刮起,这样可以减少体热的散发,待暴风雪过后才站起来抖掉落在身上的雪花。生活在太行山的猕猴是北半球纬度最高地区的野生猕猴群,冬季食物短缺,气候又寒冷,猕猴常在向阳避风处晒太阳取暖,幼猴紧紧依偎在母猴怀里,因周围没有多少可以采集的食物,除顽皮的小猴外,成猴的活动量都很小,以减少体能的消耗。人类在寒冷的气候条件下,可以采用许多行为活动来抵御寒冷。如,建造各种避风御寒的建筑物,制作各种遮身蔽体的防寒衣物,利用火等各种热源创造温暖的小环境等,这些行为都是只有人类才具有的。正因为人类有这样高的智慧和能力,才能适应各种复杂多变的环境,成为自然界一切生物的主宰。

总之,在低温条件下,动物都会通过自身的行为,尽量增加吸收外界热源的辐射热,增加体脂的储备和体热的产生,同时尽量减少体热的散失。

同类推荐
  • 探索未知-趣说绿色化学

    探索未知-趣说绿色化学

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 海洋护卫——海上武器

    海洋护卫——海上武器

    海上武器是蓝色领海的保卫者,它们随着科技进步而日益改变了各国海军的面貌。为了让青少年进一步了解海上武器的发展历程以及相关知识,我们特别编写了《海洋护卫——海上武器》这本书。本书将详细介绍这些“聪明而智慧”的现代海上武器,包括护卫舰、驱逐舰、航空母舰和其他战舰,语言浅显易懂。另外,为了使青少年对海上武器有更清晰的认识和更直观的感受,本书特意采用了图文并茂的方式。另外,在对知识点进行讲解之后,我们还附加了一些知识链接或扩展阅读,添加了与知识点相关或相对应的小知识,让青少年在享受趣味阅读乐趣的同时也探寻到更多有关现代海上武器的秘密。
  • 站在巨人肩上-从门捷列夫谈化学起源

    站在巨人肩上-从门捷列夫谈化学起源

    本套《站在巨人肩上》丛书,共30本,每本以学科发展状况为主脉,穿插为此学科发展做出重大贡献的一些杰出科学家的动人事迹,旨在从文化角度阐述科学,突出其中的科学内核和人文理念,增强读者科学素养。
  • 你一定想知道,宇宙天文卷

    你一定想知道,宇宙天文卷

    阅读科学知识对提高学习兴趣、优化知识结构会产生积极而有益的作用,没有兴趣的强制性学习只会扼杀活泼的天性,抑制智力的发展。因此,必须在保护学习热情的基础上,扩大青少年学生的知识面,以便充分调动起他们探索求知的勇气和信心。
  • 拓展我们认识的目光(科普知识大博览)

    拓展我们认识的目光(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
热门推荐
  • 快穿之上神请接招

    快穿之上神请接招

    她本是云州市顶级世家苏家的大小姐苏陌汐,一朝发现渣男劈腿,对象还是自己亲妹妹,还来不及做什么就被渣男贱女害死,为了灵魂不灭她绑定了所谓的恋爱系统拯的,死亡or新生,渐渐浮出水面的真相又是否能让她接受?
  • 末日重生:boss哥哥哪里逃

    末日重生:boss哥哥哪里逃

    “小冄(与冉同音)儿!~你说哥哥美么?!”某男骚包的看着对面的某女。“恩,恩,恩,哥哥是这个世界上最美的人哦!”说完对着地面一阵呕吐。“小冄儿是。。有喜了吗?末世带着孩子?恩,听起来不错哦!”某女看着某男,我那是被你恶心到了!!!
  • 重庆的漂亮男生

    重庆的漂亮男生

    时间被暂停,我肆意地打量着他们,跌破眼镜,漫画里的人吗?不,漫画人可没他们漂亮
  • 穿越之异世凌天

    穿越之异世凌天

    蜀山之巅,轩辕剑镇压上古邪龙,时过境迁,华夏少年古邪,误解封印,邪龙破封而出,不料遭天劫困杀,即将魂飞魄散之际,邪龙不甘,凝魂魄之力,附身于古邪。天劫之威,破碎了虚空。。。从此,一片无名大陆,多了一名黑发少年。。。
  • 我真没有隐藏身份了

    我真没有隐藏身份了

    你说你天赋异禀,你说你可越级而战,你说你富可敌国,不好意思,关门,放朝歌!……秦朝歌就想洋葱一样,一层又一层,每剥开一层,身边的人就落一次泪。天呢!既生瑜何生亮啊!!!!
  • 大师兄又遭劫了

    大师兄又遭劫了

    一位饱受秃头困扰的古文系学生,偶然之下穿越到仙侠世界。在这里他没有随身老爷爷,也没有天道气运加持,没事遭遭雷劈,他只想做圣地背后的男人。十年小雷劫,百年大雷劫,修为浅薄的为了能努力的活下去,不得已参与到那仙心险恶的修真界当中。仙路苦寒,仇家众多,我须得让化身试上一试。
  • 异世太子妃:太子请让道

    异世太子妃:太子请让道

    她,莫名其妙穿越成四岁的小孩子,在江湖之中长大。他,成长在尔虞我诈的皇宫中。初见时的惊鸿一瞥,让他此生再也无法把谁放进心里,除了她——“想把我拐入皇宫?那得看你有没有那个本事了!”某女高傲地哼了一声。对面的男子勾唇一笑:“到了晚上你就知道了。”
  • 贪恋红尘三千尺

    贪恋红尘三千尺

    本是青灯不归客,却因浊酒恋红尘。人有生老三千疾,唯有相思不可医。佛曰:缘来缘去,皆是天意;缘深缘浅,皆是宿命。她本是出家女,一心只想着远离凡尘逍遥自在。不曾想有朝一日唯一的一次下山随手救下一人竟是改变自己的一生。而她与他的相识,不过是为了印证,相识只是孽缘一场。
  • 探险日志之神秘岛屿

    探险日志之神秘岛屿

    某女被妈妈赶到某小区,“独自生活”谁知来了个比自己厉害的人。强吻、壁咚…撩她的全都用了一遍。这个小区不平凡!
  • 契约之塔

    契约之塔

    契约之塔,传说甚至封印着诸神。不过神,很难遇到。在契约之地的战士看来,征服契约之塔更意味着武器、食物以及更强大的力量!伊兰克,一个听上去不像是贵族得名字,从沃克领地开始,带着他的契约者、附属战士开始了新的旅程。