“漫长而严酷的极夜怎么度过？依然有野生动物活动”

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对任何人来说，地球两极的冬天都是无法忍受的体验。 太阳在南极和北极日空中消失了几个月，在漫长的夜晚，气温下降到摄氏零下40度。 在猛烈的暴风不断地刮着中，动物在这个时候不容易找到食物。

但是，即使其他动物移动或逃跑，也有无限的寒冷和黑暗。 极地冬天的景观看起来很荒凉，但生命没有停止脉动。 在陆地上，在海里，在冰雪之间，动物继续觅食，睡觉，交配。

加拿大国立野生动物研究中心的科学家格兰特·吉尔克里斯特说:“在北极冬天活动的生命远远超出人们的想象。” “在冰雪下，经常活跃到我们可以想象的地步”。 加拿大国家野生动物研究中心位于渥太华，是加拿大环境部的下属联邦机构。

近年来科学家们对这些吃苦耐劳的动物是如何度过漫长的冬天得到了更新。 你是怎么活下来的？

在纬度足够高的南极和北极地区可以体验极夜，太阳在地平线以下几个月。 北极之夜可以持续六个月。 冬眠期间，北极松鼠的体温可降至摄氏零下2.8度。 这只松鼠不会用被称为“过冷”的做法冻结血液。

陆地

少数勇敢的动物在苔原上过冬。 麝牛能闻到积雪下的植物，长着厚厚的毛。 比羊羊毛暖和八倍。 驯鹿也依靠两张毛皮保持温暖。 他们的鼻子可能真的不发光，但内部被血管复盖，可以加热吸入的空气体。 还有对付黑暗环境的绝佳方法。 阿拉斯加大学费尔班克斯分校的生理学家科里·威廉姆斯( cory williams )说:“在低光环境下，拥有特殊适应能力的驯鹿的眼睛比通常的眼睛能看到更多的紫外光。” 可见紫外光谱有助于驯鹿在冰雪中判别植物。

北极熊冬天靠嗅觉寻找食物，太阳落在地平线以下时，天空空上会留下微弱的光。 “我们经常认为这黑暗是恒定的，其实并不总是这么黑，”威廉姆斯说。 北极狼在持续了4个月的冬夜狩猎，依靠月光和星光，通过敏锐的鼻子可以发现1.6公里外的猎物。

其他动物冬天暂时躲在地下。 威廉姆斯说:“积雪下有生态联系，我们在地表完全看不见。” 鼬、旅鼠、和田鼠躲在积雪下的空之间。 啮齿类动物在积雪中挖掘地下通道，寻找前一年残存的种子和植物组织。 威廉姆斯研究的北极松鼠等其他动物选择冬眠。 到了12月，在小洞穴周围，土壤因冻结而变硬，气温下降到摄氏零下25度(地表穿透暴风前的温度为摄氏零下60度)。 。

冬天的食物确实不足。 威廉姆斯说:“冬眠的动物在夏天储存大量的脂肪，与之相应。” 其他动物采取了更戏剧化的做法。 啮齿类动物冬天会缩小身体，只需要很少的能量仓鼠可以稍微缩小器官的体积，减少肌肉的重量。 鼹鼠会缩小骨骼。

寒冷很严峻，但这不是决定生命能否度过极地冬天的重要因素。 “我认为现在光比温度重要得多。 特别是在极地”挪威特罗姆索大学的海洋生物学家约根伯奇( j？ rgen berge )说。 阳光代表温暖和光合作用，也调节动物的昼夜节律。

在纬度低的北极地区，从白天到晚上的光依然有微小的变化。 威廉姆斯说:“太阳本身不会出现，但会慢慢靠近。” 但是你越往北走，你就会发现保持原来的昼夜节律越来越困难。 正常的昼夜节律是以约24小时365天为周期变化的生理现象，控制着睡眠模式、消化、体温和其他生理功能。 北极松鼠在夏天用持续的光保持昼夜节律，但在冬天冬眠就不能再保持下去了。 斯瓦特的驯鹿和老鼠等啮齿类动物使用短的摄食、消化和睡眠循环。 比起原来每天固定的睡眠时间，更像是把这些睡眠分散在一天的时间里。 其他动物，例如形状类似于鸡的雷鸟，在冬天不显示明显的睡眠和活跃的周期节奏。

对人来说，打乱昼夜节律会影响新陈代谢，随着时间的推移，得癌症和心脏疾病的风险也会增加。 但是科学家推测这种变化对北极动物没有任何危害。 “所有这些都很适应这个环境。 因为这不会发生同样的问题，”威廉姆斯说。 那么，极地动物为什么不在昼夜节律被打乱时引起健康问题呢？ 科学家还不能给出正确的答案。

极夜的海洋曾经被认为是荒凉沉默的地方。 结果，没有太阳，浮游植物就不可能生长。 这些藻类和其他可光合作用的生物为磷虾等海洋动物提供食物，被更大的动物吃，最终捕食性的种类在增加。

“包括我自己在内，我们所有人都认为极夜是没有生命活力的时期”，瑜伽伯奇说。 “这种看法现在看来完全不同了！ ”。 2007年，伯奇无意中发现极夜大海是多么忙碌。 那个冬天，他的声音传感器捕捉到了浮游动物在斯瓦特群岛附近海域垂直移动的证据。 斯瓦特群岛位于挪威和北极之间，有独特的极地荒野地形和生态景观。

这种大规模迁移发生在世界上所有的海洋中，微小的浮游动物在夜间移动到海面附近，在白天退避到更深的地方避开捕食者。 这种现象被称为昼夜垂直移动，可能是地球上最大规模的日常移动活动。 但是，没有人想象这种现象会在极夜之间发生。

从那以后，伯奇和同事们开始注意冬天，发现这些转变取决于月光的强度。 在刊登于《现代生物学》( current biology )杂志上的论文中写道:“与被传说中的月光所狩猎的狼人一样，我们的数据也揭示了月光驱动的真实活动。” 但是科学家们并不完全清楚这些微小的动物吃什么，也就是为什么会回到海面附近。

随着年龄的增长，伯奇和他的团队一次在极夜之间来到海里，探索海洋动物的活动。 水面下18米到36米之间，具有生物发光能力的浮游动物可以使月光和太阳的微光相形见绌。 磷虾用敏感的眼睛完全可以利用冬天的黑暗。 在缺乏新的浮游植物的情况下，扇贝以浮游的有机屑为食物，以稳定的速率生长。

极夜的海里生活着水母、虾、北极鳕鱼、乌贼等更大型的动物。 科学家们看见海鸟潜水寻找食物，同时吃饱了。 “我依赖于每天找到的食物，”伯奇说。 “可以看到侏罗纪和海鸽的肚子里装满了磷虾和桡足类。 他们可以在几个小时内找到这些食物吃。 在我看来这是最有说服力的证据。 说明这个生态系正在全力运转。 ”。

尽管在黑暗中，这些海鸟还是找到了打猎的方法。 但是，这并不意味着寻找食物时不利用光。 海雀和海鸽似乎被潜水员的灯光和港灯所吸引。

但是，对其他动物来说，人工光其实相当麻烦。 年1月10日发表在《科学进展》( science advances )杂志上的论文中，伯奇等人指出，即使是小型科学调查船发出的温和的灯光，也足以让浮游动物向下逃走。 他说:“因为它天生与周围的环境相协调，看到最弱的光作出反应。” “这意味着突然容易受到明亮的人工光的影响！ ”。

研究者使用自动独木舟，分别在接近和远离科学试验船光源的位置记录浮游动物的运动。 结果，浮游动物为了避开非自然光，移动到了约73米的深度。 这表明在极夜期间，北冰洋存在越来越多的科学家还没有检测到的生命活动。 约根伯奇和同事们用自动小船研究极夜光污染对海洋生物的影响。

冰雪间

随着冬天的到来，极地海洋浮冰的数量开始增加，很难找到广阔的水域。 对海鸟来说这是个坏消息。 因为你需要潜入海面下寻找食物。 墨西哥湾的暖流在沿着挪威海岸的欧洲北极地区的一部分没有出现海冰，欧洲鸭子和其他海鸟可以过冬。 但是，这就像是例外和异常的状态，“大部分鸟类都等不及从那里逃走了”，吉尔吉斯斯坦说。

但是，少数鸟类不会逃得太远。 奥帕鸭哈德逊湾亚种在加拿大贝尔彻群岛过冬。 吉尔吉斯斯坦说:“这个地方在北极圈的南边，但气候和环境条件和北极圈完全一样。” 贝尔群岛冬天白天只有几个小时，温度可以降到摄氏零下35度，暴风雨期间的风速可以达到每小时120公里。

“但是有些鸟生活在黑暗中，”吉尔吉斯斯坦说。 由于贝尔彻群岛的形状和潮水，形成了被海冰包围的广阔水域。 这些地区被称为冰间湖( polynya )，是鹦鹉、鸭子等动物栖息的地方。 白天，黄蛤捕食水中的贻贝和海胆。 夜幕降临，回到冰上，互相靠着取暖，留下能量。 “然后晚上，北极狐和北极熊会来抓什么样的弱鸭子和鸟群边缘的人？ ”吉尔克里斯托说。

其实冰上有一具死了的奥帕莫尸体，但没有看到捕食者。 吉尔克里斯特说:“如果结冰变硬，北极狐就不怎么能吃了。” “这些狐狸喜欢杀死新鲜温暖的海鸟，马上吃。 ”。 他和同事们还注意到猫头鹰在冬天追赶磷虾出海，栖息在冰上。 加拿大北极地区的犹他大部分在安大略省的草原上过冬，“冬天变成海鸟，也有捕食流冰上的其他海鸟。 然后，我推测将黑暗作为特征来利用”，吉尔吉斯斯坦说。

冰间湖形成于纬度足够高的地区，有时在极夜降临时有动物栖息的地方。 加拿大埃尔斯米尔岛和格陵兰西北部之间北方地区的冰间湖( north water polynya )就是这样的避难所。 吉尔吉斯斯坦说:“那里有能够连续三个月在完全黑暗的条件下生活的海洋哺乳动物。” “关键是在可预见的开放水域，可以接触到空气体”。 这个条件吸引了海象、蓝鲸、独角鲸、海豹等动物。

名为白鸥(学名: pagophila eburnea )的鸟类似乎在加拿大和格陵兰之间的水域过冬。 吉尔克里斯特说:“我有很多时间在黑暗中度过，很难知道我是怎么活下来的。” 科学家们知道海鸥可以吃鱼，也可以拿走海豹在冰上生孩子后留下的胎盘。 这种灵活的摄食习性可能有助于海鸥在黑暗中最大限度地利用各种诱饵场所。

神秘的行业

现在，巴奇想明确在第七次极夜探索之旅中，多大程度的光污染会妨碍浮游动物的移动。 几周前，他和同事们使小船远离了他们冬天的第二所房子——大船。 除去人工光的影响，可以看到拍摄人心的生物发光现象。 伯奇说:“我能看到你身体下面的生物光奇迹，到处都是蓝绿色的光。”

事实上，碎冰船才是研究极夜最舒适安全的地方。 研究者对冬天的极地海洋了解得比陆地和流冰多。 吉尔吉斯斯坦说:“北极的冬天，科学家受到各种因素的限制，要去野生动物居住的地方并不容易。” 他们通常能做的就是在温暖的月亮上把卫星发射器安装在动物上，跟踪冬天的活动。

对吉尔吉斯斯坦来说，坐船不是什么好选择。 他说:“很多对海鸟非常重要的北极沿岸地区“在海图上没有明确记载”，同时有多个危险的水中岩礁和浅滩。” 他说:“我要去什么样的生命活动的地方……在北极狐、北极熊、欧罗巴鸭子、其他海鸟交汇的地方，以及我们无法到达的浮冰上，发生了雪鸦和其他生命活动。”

于是吉尔吉斯斯坦和经验丰富的因纽特人导游一起露营，建设了配备炉子的胶合板注意装置，内部温度达到摄氏零下20度。 “就像坐在冰箱里一样，”吉尔克里斯特说。 “不小心犯了错误，弄湿了自己，可能就没有生命了。 这是一项相当危险的工作"

极夜生态系统及其周边地区的环境条件极端，但非常脆弱。 北极的变暖比世界上其他地方都快。 这意味着未来北冰洋的浮冰变少，冬天光线可以到达更深的海水。 另外，海运通道也向北扩展，带来越来越多的人工光。 伯奇等人的研究指出这可能会对海洋生物在黑暗中的活动产生负面影响。

科学家们也担心北极地区冬天的降雨有可能越来越普遍。 雨水落到地面冻结后，啮齿类、驯鹿、麝牛等动物栖息的植物就会被锁定。 与在积雪中发掘不同，这些动物此时面临着坚硬的冰。 今后几年，麝牛可能无法在西伯利亚和阿拉斯加居住，只能出现在格陵兰岛北部的偏远地区。

关于动物是如何活在极夜之间的，我们还有很多地方需要探索和理解。 我很难知道面对气候变化时会有多脆弱。 但是，黑暗严酷的环境条件并不阻止科学家们回到极地，他们尽量接近动物的栖息地，探索极端环境下的生命奥秘。 (任天)