热使体温上升到正常。这是异温动物区别于恒温动物或变温动物的重要特征。
动物以中止生活活动的状态去越冬,称为冬眠。通常是指恒温动物季节性的非活动状态,但广义地也适用于陆生变温动物(节肢动物、陆生贝类、两栖类、爬虫类等)的越冬。变温动物的体温随着冬季的到来与外界温度一起下降,以至很快变得不能进行生活活动的状态。但在这之前,则向避风和温度下降不剧烈的地方移动而进入冬眠。一般多选择阳坡的地下或石头下面等处。作为冬眠的准备,动物在体内蓄积脂肪。对于昆虫类,可依种的不同,分别选择卵、幼虫、蛹、成虫的某一个阶段越冬。
恒温动物中的冬眠动物有刺猬、松鼠、山猫、蝙蝠等小形哺乳类。它们与大形动物相比,其体表面积与体积之比大,因而放热比例也大,在冬季缺乏维持体温所需的产生能量的食物。所以冬眠就是对这些条件的一种适应。
寒冷、食物和水的不足以及昼间缩短等刺激,作用于脑下垂体—内分泌系统而诱发冬眠,不过发生机制尚不甚清楚。为了准备冬眠,在体内合成大量脂肪,或者把食物贮藏在巢穴内。组织脂肪的不饱和度增高,融点下降。体温缓慢下降,形成仅比外界温度高0.5—2.0℃的状态。心搏数、呼吸数、代谢量仅成正常状态的几十分之一。血糖也下降,血清中的mg2增加。冬眠动物与非冬眠动物相比,以及冬眠期与非冬眠期相比,其组织的抗寒性强,特别是细胞膜的机能可在极低的温度下保持正常。
在冬眠中,体温调节机能并没有完全丧失,当体温达到某一限度时,调节机能发生作用,有的开始苏醒而活动。许多种动物在冬眠期间能定期苏醒,进行排泄和食物。与进入冬眠的情况相比,而苏醒时的体温变化(上升)快。在交感神经系统的支配下,颈部和肩甲部的褐色脂肪组织活化,产生大量的热量。这种热随着血流传到身体各部。以肉为食物的熊和臭鼬冬天守在洞里,则不属于上述的真正冬眠,而是近于睡眠的状态,体温的下降只在数度以内,对外界的刺激能立即做出反应。
深眠这个阶段长短不定,一般可达数月之久。这时的生理状态发生极大变化。呼吸明显减少,如刺猬的呼吸运动,从常温的每分钟6~18次,降到每分钟1~3次(28~18℃)。在此阶段有时还出现一种间歇式(阵发性)呼吸,即在短时期较快地连续呼吸之后有一个较长的停息。与恒温动物不同,冬眠动物的间歇性呼吸属于正常的生理状态。
与此同时,循环系统亦发生显著变化,心率极度减慢,冬眠蝙蝠的心率由正常的每分钟330~920次降到每分钟30次,蜂鸟由每分钟480~1200次降到每分钟48次,黄鼠由每分钟300次降到每分钟4~7次。同时血压亦极低,仓鼠和土拨鼠的血压从常温状态的100毫米汞柱降到50毫米汞柱,刺猬从113毫米汞柱降到35毫米汞柱。此时外周血管广泛收缩,只有最重要的胸腔器官及脑部保持着低水平的血液循环。这样就最大限度地节约能量,而保证生命活动的继续。当环境温度回升到一定高度时,深眠动物便迅速激醒,体温回升以及各系统功能恢复到正常状态(出眠)。
刺猬的出眠温度约为6~9℃(2~15℃),达乌尔黄鼠约为10℃。除这种自发性激醒外,其他外因,如电、机械、寒冷或加温、化学刺激以及注射药物或激素都可以使冬眠动物激醒。激醒初期,呼吸由节律性转变为间歇性。
经过几次阵发性呼吸之后,又变成节律性呼吸,而且频率越来越快,如刺猬可达每分钟60次,待苏醒后又趋向平静,变成每分钟36~40次。心率也一样逐渐加快到超过正常水平,然后又恢复平静,这种呼吸和心率的亢进与激醒开始时的战栗产热有关。与此同时,身体前部的血管舒张,加强心