休眠同“复苏”相对。
昆虫学
休眠dormancy:是
昆虫在
生长发育过程中,由于环境条件的直接刺激或诱导而出现的暂时停止发育的生理现象,即通常所说的“蛰伏,也称越冬或越夏。是由不良环境条件直接引起的,当不良环境条件消除时,便可恢复生长发育。如东亚飞蝗、
蚜虫等以卵越冬,
甜菜夜蛾以蛹越冬等都属于休眠性越冬。休眠性越冬的昆虫
耐寒力一般较差。
譬如,在食物充裕的春季和夏季,蚜虫进行
孤雌生殖(
胎生),后代几乎全为雌性,导致种群快速的增长。随着秋天的来临,
光周期和温度的变化预示着食物数量的减少,蚜虫开始转变为
有性生殖(
卵生),这时雌性蚜虫开始产出雄性
幼虫,并与之交尾,然后产出
受精卵,以受精卵的形式休眠度过冬季。
植物学
概念
指植物停止生长,植物的芽或其它他器官生长暂时停顿,仅维持微弱
生命活动的时期。(是在
系统发育的过程中形成的,是一种对逆境的
适应特性。)
分类
可分为两种不同类型:
自然休眠:指即使给予适当的生长环境条件仍不能萌芽生长,需要经过一定的低温条件,解除休眠后才能正常萌芽生长的休眠。(
落叶树冬季落叶休眠) 对于
块茎、
鳞茎、
球茎、根茎类蔬菜的休眠,是指在其结束田间生长时,积储了大量
营养物质,新陈代谢降低,生长停止而相对进入
静止状态。此时物质的消耗、水分蒸发都降到最低点。即使有适宜的生长环境也不发芽,借以度过严寒、酷暑、干旱等不良季节,从而保存其生命力和
繁殖力。
被迫休眠:指由于不利的外界环境条件(低温、干旱等)的胁迫而暂时停止生长的现象,逆境消除即恢复生长。(落叶树根系休眠)
许多植物(特别是一年生野草)的
种子成熟后不能即时萌发,即使温度、湿度、氧气等条件都满足也是如此,这称为
休眠种子。导致休眠的原因有许多,其中包括种皮的限制。
种子萌发,首先要吸收水分,使
胚细胞原生质由休眠时的凝胶状态变成
溶胶,从而使各种生理
生化反应加快。各种
细胞器的功能也活跃起来,产生
代谢能量并
合成蛋白质等物质。这些过程还要求一定的温度和氧气供应。若种皮限制水分的透过(如
荠菜、
车轴草的种子)则种子即使浸在水中也不萌发。
椴树、
萱草、
西葫芦的种子都有不透氧的种皮,要去掉之后才能萌发。
漆树与
乌桕的种子外部有一层蜡质,限制水分和气体的透过,对这类种子,也必须破除种皮才可促进其萌发。在自然界中,外界的种种
理化因子会分解消弱种皮组织,增加其通透性。这包括冬季的冻结和融溶过程,以及种子被动物吞服后经受的消化作用等。
另一些种子则因抑制物质的作用而持续休眠。许多
蔷薇科植物如
苹果、桃、山李等的种子,虽然胚已分化完善,但还需要在5℃左右的湿沙中贮存1~2个月才能萌芽。在
自然生态环境中,这些
落叶乔木的
果实成熟后落到地上被落叶覆盖,经过冬季低温后才萌发,这样来春
幼苗便能在适宜的环境中生长。对于许多秋实春发的野草这点尤为重要,可以此保证群体的生长优势。这类种子的休眠原因主要是抑制物质的作用,其中以
脱落酸为主。它的存在抑制胚的生理活动与
能量代谢,使之难以分化生长。在湿沙
低温贮藏中,抑制物减少,促进生长的物质(如
吲哚乙酸、
赤霉素、
细胞分裂素)增多,于是休眠结束,胚能长大。
动物学
概念
某些动物为了适应环境的变化,生命活动几乎到了停止的状态。大自然中,陆上的动物如蛇、蝙蝠、青蛙、
刺猬、熊等都有冬眠的习性。
休眠是动物适应环境,维持个体生存的一种独特生理过程。自然界的环境条件千变万化,有时这种变化是较为剧烈的,并有可能由此而引起食物或水的缺乏。在这种情况下,某些动物出现活动减弱,不食懒动,反射活动下降,处于昏睡状态的生理现象,这就是动物的休眠。处于
休眠状态的动物呼吸和心率减慢,体温降低,
基础代谢率下降,总之一切生命活动都降至
最低限度,仅仅依靠体内贮存的物质来维持生命。
变温动物和
恒温动物都有休眠现象,但两者的机制则截然不同。前者由于不具备
体温调节能力,其体温只能随
环境温度的变化而变化,因而当环境条件(尤其是温度)不适于其生理活动时,动物便被动地处于麻痹状态进入休眠,环境条件恢复正常前不会出眠。而
鸟类和
哺乳类(恒温动物)的休眠则是由于体温调节能力的完善而成为对环境的一种
积极主动的适应。
动物的冬眠是一种奇妙的现象。人们观察了若干种动物冬眠,发现了许多意想不到的现象。
在
加拿大,有些山鼠冬眠长达半年。冬天一来,它们便掘好地道,钻进穴内,将身体蜷缩一团。它们的呼吸,由逐渐缓慢到几乎停止,脉搏也相应变得极为微弱,体温更直线下降,可以达到5℃。这时,即使用脚踢它,也不会有任何反应,简直像死去一样,但事实上它却是活的。
松鼠睡得更死。有人曾把一只冬眠的松鼠从树洞中挖出,它的头好像折断一样,任人怎么摇撼都始终不会张开眼,更不要说走动了。把它摆在桌上,用针也刺不醒。只有用火炉把它烘热,它才悠悠而动,而且还要经过颇长的时间。
刺猬冬眠的时候,简直连呼吸也停止了。原来,它的
喉头有一块软骨,可将口腔和咽喉隔开,并掩紧气管的入口。生物学家曾把冬眠中的刺猬提来,放入温水中,浸上半小时,才见它苏醒。
动物的冬眠真是各具特色,
蜗牛是用自身的黏液把壳密封起来。绝大多数的昆虫,在冬季到来时不是“
成虫”或“幼虫”,而是以“蛹”或“卵”的形式进行冬眠。熊在冬眠时呼吸正常,有时还到外面溜达几天再回来。雌熊在冬眠中,让雪覆盖着身体。一旦醒来,它身旁就会躺着1~2只天真活泼的小熊,显然这是冬眠时产生的仔。
动物冬眠的时间长短不一。
西伯利亚东北部的东方
旱獭和我国的刺猬,一次冬眠能睡上200多天,而
俄罗斯的
黑貂每年却只有20天的冬眠。
动物的冬眠,完全是一项对付不利环境的保护性行动。引起动物冬眠的主要因素,一是环境温度的降低,二是食物的缺乏。科学家们通过实验证明,动物冬眠会引起甲状腺和
肾上腺作用的降低。与此同时,
生殖腺却发育正常。冬眠后的动物抗菌抗病能力反而比平时有所增加,显然冬眠对它们是有益的,使它们到翌年春天苏醒以后动作更加灵敏,食欲更加旺盛,而身体内的一切器官更会显出返老还童现象。
由此可见,动物在冬眠时期
神经系统的肌肉仍然保持充分的活力,而新陈代谢却降低到最低限度。今天医学界所创造的
低温麻醉、
催眠疗法,便是因此而得到的启发。
人类
人类的休眠仅存在于某些科幻作品中。
在电影《
星际穿越》中,漫长的太空旅程途中,宇航员可以进入休眠
水床休眠,并自行设定唤醒时间。
利用
低温休眠打发时间并不是《星际穿越》的独创,在《异形》《
深空失忆》《三体》等作品中,都出现了这一技术。《三体》中,休眠后来成为未来人类最普遍的一项技术。
技术上的人类低温休眠,是指在极短的时间内,将人类冷冻到零下196
摄氏度,让细胞停止活动,无限延长人类的生命周期。从理论上来讲,低温休眠可以做到。但是从技术上来看,人类还不能做到冷冻休眠并将其唤醒。主要问题是当
人体温度降到零下5摄氏度时,细胞内的水分就会冻结并形成冰晶。这些冰晶会穿透
细胞膜,导致严重的
组织损伤。
不过未来这项技术可能会成为现实。世界上已经有数家机构提供
人体冷冻技术,主要是为身患绝症之人提供服务,以待未来攻克难题之后再将其解冻。