不管了！啥也不干，躺平了！

百科 2024-12-31 19:50 北京

北美的草原上，十三条纹地松鼠正沉睡在地下。

沉睡的十三条纹地松鼠

图片来源：Courtesy of the Gracheva lab

冬眠，对它们来说并不稀奇，但一个谜题让研究者们为之着迷：这种地松鼠能在冬天蜷缩在地穴中，不摄入任何水分，却能奇迹般地保持生存。这个谜题吸引了耶鲁大学的两位研究员——埃琳娜·格拉切娃（Elena Gracheva）和斯维亚托斯拉夫·巴格里安采夫（Sviatoslav Bagriantsev）。

科学家们想知道，这些小地松鼠是否真的不需要水？或者，它们的身体是否找到了某种“对抗口渴”的方法？研究结果最终发表在了《Science》上。

Part.1

冬眠时的地松鼠确实需要水

为了找到答案，格拉切娃和她的团队决定从体液变化入手。他们首先将目光锁定在地松鼠冬眠期间的两种状态上：低温蛰伏和间歇性唤醒。低温蛰伏时，松鼠的身体像一个“待机”的机器，体温降至接近冰点，代谢几乎停止。而在间歇性唤醒时，松鼠的体温回升到37°C，心跳、呼吸等生命体征也恢复了“活跃模式”，但它们并不会外出觅食或饮水。

间歇性唤醒（Interbout Arousal, IBA）是冬眠动物在漫长的冬眠过程中，短暂苏醒的一种特殊状态。这种状态在所有冬眠动物中都非常普遍，例如地松鼠、刺猬和蝙蝠等。尽管这些动物的大部分时间都处于低代谢的“低温蛰伏”状态，但它们每隔几周就会经历一次短暂的觉醒过程。

左侧为活跃状态下的松鼠正在饮水的场景，右侧为间歇性唤醒状态下的松鼠。

间歇性唤醒状态下的松鼠似乎不热衷于直接饮水。

图片来源：参考文献1

科学家们从检测松鼠的血液入手，寻找口渴的“蛛丝马迹”。他们将从低温蛰伏和间歇性唤醒状态中“唤醒”的松鼠血液样本进行分析，结果发现了一些有趣的变化：间歇性唤醒时，松鼠血液中的血管紧张素II（一种可以让人产生强烈口渴感的激素）水平比平时高出了两倍，而醛固酮（促进体内保留钠和水的激素）水平更是达到了平时的三倍！

A：在间歇性唤醒状态（IBA）下，血清血管紧张素II浓度显著高于活跃状态（Active）

B：间歇性唤醒状态（IBA）下的血清醛固酮水平明显高于活跃状态。

图片来源：文献1

按道理，这些激素水平升高会让它们感到口渴，但奇怪的是，这些松鼠完全不表现出饮水的欲望。

科学家们还做了一个对比实验，他们让活跃的松鼠在正常饮水和浓盐水之间做选择。

结果，活跃的松鼠几乎不喝盐水，但间歇性唤醒状态的松鼠却大口大口地喝盐水，显然对盐水的需求更高。这说明松鼠的身体在冬眠时确实缺水，但它们却压抑了对水的渴望，而是优先摄取盐分——一种对维持体液平衡至关重要的元素。

活跃状态的松鼠对水（蓝色曲线）的饮用时间显著高于0.5 M NaCl溶液（粉色曲线）

图片来源：文献1

就像沙漠中的骆驼一样，松鼠的身体似乎也有一种特殊的智慧，能够“分清主次”，在缺水时更关注电解质平衡，而非单纯补水。

Part.2

但它们找到了“对抗口渴”的方法

接下来，科学家们将研究重点转向地松鼠的大脑，尤其是两个负责调节体液的区域：穹窿下器官（SFO）和终板血管器官（OVLT）。这些区域就像“口渴警报器”，一旦血液中的盐分过高或水分不足，就会向大脑发出信号，让我们感到口渴。

地松鼠大脑中SFO和OVLT的位置

图片来源：frontiersin

为了观察这些区域是否“关闭了警报器”，研究团队进行了一个非常巧妙的实验。他们给松鼠注射了一种带有荧光标记的血管紧张素II，想看看这种激素是否还能在冬眠的松鼠大脑中正常“点亮”。

十三条纹地松鼠

图片来源：thescientist

但当科学家们进一步用电生理技术检测这些神经元时，却发现了一个重大线索：冬眠中的神经元虽然能接收到信号，但它们的活性大幅降低，就像被按下了“静音键”。更有趣的是，这些神经元对一种叫做GABA的抑制性化学物质非常敏感，GABA的作用就像一副耳塞，让神经元“听不见”渴感信号。

简单来说，十三条纹地松鼠在缺水时能通过抑制大脑渴觉神经元的活性，将能量集中用于更关键的生理需求。这一机制表明，渴觉并不是被完全关闭，而是被“调节”到一个更适合冬眠的状态。

十三条纹地松鼠

图片来源：Squirrel Gazer

在应对饥饿的方面，科学家从达乌尔黄鼠（Citellus dauricus）身上找到了一些答案。2009年，科学家发现，这种松鼠在冬眠时会将代谢率降到最低，就像一台待机的电脑，只保留最基本的“后台运行”。

达乌尔黄鼠

图片来源：gbif

科学家们检测了它们体内的代谢酶和棕色脂肪组织（BAT）活性，结果发现，它们的静息代谢率下降到仅为夏天的10%，几乎每一口脂肪都被小心翼翼地存储和使用。而棕色脂肪（Brown Adipose Tissue, BAT）中的酶活性在需要时迅速升高，帮助它们在偶尔“短暂苏醒”时快速升温，就像一部刚插电的加热器。

棕色脂肪是一种特殊的脂肪组织，与我们熟悉的“普通脂肪”——白色脂肪（White Adipose Tissue, WAT）不同，它的主要功能不是储存能量，而是产生热量，帮助维持体温。它可以被看作身体的“生物暖气片”，尤其在寒冷环境下显得尤为重要。

这种能量管理能力，让达乌尔黄鼠在长达5个月的冬眠中，从容度过了没有食物的日子。

Part.3

冬眠不用排尿吗？

渴倒是解决了，那尿呢？不尿尿的话，毒素不会在体内积累吗？但对于北极地松鼠（Spermophilus parryii）来说，这却是一个可以循环利用的“资源”。

正在冬眠的北极地松鼠

图片来源：guardian

2014年，阿拉斯加大学的布莱恩·巴恩斯教授发现，这些松鼠在冬眠时几乎不排尿，但它们的身体却不会因为毒素积累而中毒。原因在于，它们的肠道微生物像一个“化工厂”，能够把尿素分解成氨基酸，再次利用。这种机制不仅减少了代谢废物的积累，还让松鼠能在冬眠中维持必要的蛋白质合成。

说到极端的冬眠策略，不得不提到北美的木蛙（Rana sylvatica）。这些青蛙在冬天真的会冻成“冰块”，心跳停止，血液结冰，但到了春天，它们还能奇迹般地复苏。怎么做到的？

北美的木蛙

图片来源：earthlymission

科学家发现，这些青蛙在冻住之前，会释放大量的葡萄糖进入血液。这些糖分就像防冻液一样，保护它们的细胞不被冰晶刺破。就像一块储存良好的冰激凌，即使冷冻后解冻，也不会变成一摊水。

Part.4

结语

无论是不易口渴的地松鼠、节能高手达乌尔黄鼠，还是冷冻大师木蛙，每一种生命都在以自己的方式，展现着令人叹为观止的生存艺术。而我们，也许正站在这些动物智慧的肩膀上，寻找通向未来的答案。

参考文献:

1.Junkins M S, Feng N Y, Merriman D K, et al. Suppression of neurons in circumventricular organs enables months-long survival without water in thirteen-lined ground squirrelsJ. Science, 2024, 386(6725): 1048-1055.

2.杨明, 邢昕, 管淑君, 等. 达乌尔黄鼠冬眠期间体温的变化和冬眠模式J. 兽类学报, 2011, 31(4): 387.

3.Sallmen T, Lozada A F, Anichtchik O V, et al. Changes in hippocampal histamine receptors across the hibernation cycle in ground squirrelsJ. Hippocampus, 2003, 13(6): 745-754.

4.Oelkrug R, Goetze N, Meyer C W, et al. Antioxidant properties of UCP1 are evolutionarily conserved in mammals and buffer mitochondrial reactive oxygen speciesJ. Free Radical Biology and Medicine, 2014, 77: 210-216.

5.Cooper E L, Wright R K, Klempau A E, et al. Hibernation alters the frog's immune systemJ. Cryobiology, 1992, 29(5): 616-631.

出品：科普中国

作者：苏澄宇

监制：中国科普博览

本文仅代表作者观点，不代表中国科普博览立场

本文首发于中国科普博览（kepubolan）

转载请注明公众号出处

推荐资源

关注使用“科学与中国”小程序，可观看以院士科普视频为代表的优秀科普视频，第一时间获取中国科学院公众科学日、科学节等科普活动报名信息。

转载注明出处未经授权不得转载

转载授权、合作、投稿事宜，联系webmaster@kepu.net.cn

中国科普博览是中国科学院科普云平台，依托中国科学院高端科学资源，致力于传播前沿科学知识，提供趣味科教服务。

点这里告诉我你在看

中国科普博览

中国科学院科普云平台中国科普博览的公众号。百科 • 前沿 • 中国科学院

最新文章

99%以上为甲流！流感药“玛巴洛沙韦”和“奥司他韦”有什么区别？

西藏定日县发生6.8级地震！这份逃生避险指南，请收藏→

是谁中招甲流了？发烧时，你体内打了一场“全面战争”！

和蚂蚁的这场较量，人类输了

今日，小寒

用整个三峡水电站的功率吹出一阵风，这座地球上最强的风洞有什么用？ | 韩桂来

“氢气球”燃爆事故骇人，中学理化知识告诉你氢气不背锅！

乒乓球竟然不能带上高铁？这是真的吗？| 博览日报

2025年，听一听科研人的真心话......

不管了！啥也不干，躺平了！

醋里开的醋花还挺好看？这是长肥虫了谢谢

讲真！冬天真的不用天天洗澡

曾让美国卫星爆炸，买电视时搞不懂，无声无形的它为何还没有被淘汰？

科学院在线宠粉，知识点送到清晨！中国科学院2025跨年科学演讲，共逐科技之光~

价格跳水80%，河南老乡造这么多钻石只是为了让大家买得起吗？

十多年来每次到大雪山，我都会和这位老朋友合张影，它已经孤独地生活了几百年 | 徐波

掺了棉花的冰块竟然砸不碎？丘吉尔也干了！

啥玩意儿啊敢啃潜艇，还敢给虎鲸“拔火罐”？

中国科学家在长城脚下发现古老秘密！入选Science年度十大突破

今日，冬至

今天，来看看这颗“澳门星” ｜博览日报

如果你年过三十，你也许会发现菠菜变样了 | 博览日报

看似简单的水竟然有70多条反常特性，甚至大家还不能完全理解这到底是为什么 | 江颖

当我们在被大火烧毁的山上放起音乐，神奇的事情发生了

别把智能手表贴在高铁玻璃上，会粘住，是真的！| 博览日报

它们制造了地球20%的氧气，但如今正在死去

当家里的老人突然变得不讲理，说出很多难听的话，你要考虑他是不是患上了抑郁症 | 孙新宇

原产于中国的螳螂，正在美国进行平等的杀戮

如果下雪了你最想做什么？做科普！｜博览日报

“人工智能计算领域的领导者”英伟达到底做了什么？

既然没人见过活恐龙，那恐龙的颜色是怎么来的？

草莓蛋糕带火的土味搪瓷盆，和网红珐琅锅是一个东西吗？

3年前郑州那场特大暴雨，在蜗牛壳里留下了痕迹

看似简单的水竟然有70多条反常特性，甚至大家还不能完全理解这到底是为什么 | 江颖

为什么有的人抽烟喝酒一辈子，却没有得癌症？

今日，大雪

濒临死亡时，大脑在想什么？

《再见爱人4》背后：直面焦虑的真实人生

中国火箭真开始烧“煤”!？｜博览日报

200万头野猪致害26个省份！为何不能随意捕杀？专家观点→

漫长的46亿年里，地球经历了什么？

宣布野外灭绝的物种，15年后又重新现身？我们前往非洲找到了这种睡莲｜王生位

手机拍出的高清月亮，可能是“假”月亮？

谁说冬天不宜减肥啊？这季节减肥可太棒了！

“中国天眼”发现脉冲星数量突破1000颗！｜博览日报

寒潮喊你加衣服了！羽绒服到底应该怎么选？要看这五个指标→

被夜爬游客烧掉的高山杜鹃，真的太令人心痛

为什么影院用红色椅子？其实都怪霸王龙！

这是60年前国外侦察机拍的1亿像素级照片，今天我们很难想象当时歼-6飞行员的心情 | 王亚男

啊啊啊都冬天了，为什么最近还这么多蚊子？！

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉