通过如果没有塞勒姆以及化学联合编辑扎赫拉·纳萨尔

我们快到了!我们又熬过了加拿大的冬天。是时候摘下我们的围巾和帽子，把这个冬天抛在脑后了。今年比往年略冷，温哥华(加拿大特色的温暖天堂)经历了今年的最低气温52年．虽然加拿大人经常以生活在地球上最寒冷的地方而自豪，但真正的战士是那些在寒冷的野外生存下来的动物。

加拿大的野生动物采用多种策略来适应季节的变化。有些人躲起来，有些人冬眠，有些人把自己活活冻死，还有一些人干脆离开。一般来说，动物过冬的机制取决于它们是冷血动物还是温血动物。

冷血动物

冷血动物或者冷血动物依靠环境来维持体温。它们不能调节身体内部的温度，所以它会随着周围环境的温度而波动。这些动物包括爬行动物、两栖动物、大多数鱼类和无脊椎动物。当寒冷的季节来临时，大多数冷血动物要么原地冻结，要么躲在地下或冰冻界面以下的地下。

原地冻结

抗冻两栖动物在冬天会把自己冻起来以保护自己的身体。其中一种两栖动物是林蛙，一种在法国森林中发现的生物加拿大的每个省和地区．这些青蛙可以在冬季反复冻结和解冻自己。冰冻时，它们在生与死之间徘徊。他们的心脏停止跳动，大脑停止运转，他们停止呼吸，他们的器官停止运作。它们一次可以在这种休眠状态下存活数周或数月。

约65%至70%青蛙身体里的水在冻结阶段变成了冰。如果你体内70%的水分变成了冰，你的细胞就会脱水，最终导致你的器官随着冰的积累而收缩。那么，一个血液凝固的动物是如何恢复生命并继续像往常一样跳跃和呱呱叫的呢?

低温保护剂或防冻剂是耐寒动物生存的关键。冷冻保护剂可以稳定细胞膜，防止细胞内结冰，从而减少因冷冻造成的细胞损伤。林蛙体内的低温保护剂包括葡萄糖、甘油和尿素。随着气温下降，青蛙开始结冰，它的肝脏开始产生高浓度的葡萄糖。葡萄糖通过血液循环，充满细胞、器官和组织。通过与水分子结合，葡萄糖可以防止水渗出并使细胞脱水。具体来说，葡萄糖和水分子之间的相互作用分子间作用力破坏水凝固成冰时形成的晶格结构，使细胞壁保持完整的水合状态。

春天，气温开始上升。为了应对这种变化，青蛙的器官开始解冻。第一个重新激活的器官是肝脏，它的葡萄糖浓度最高。很快，它的心脏开始跳动，青蛙又可以呼吸氧气了。

隐藏的地下

并不是所有的冷血动物都能在严寒中生存下来。相反，一些动物依靠寻找更温暖的地方来度过冬天。在这里，它们的体温会下降，但仍高于冰点。许多地下或钻入地下，低于地面结冰的深度。蛇而且火蜥蜴是爬行动物和两栖动物的例子，它们隐藏在很深的地下洞穴里，在冰霜线以下，那里的冰冻温度无法达到它们。蛇也会寻找其他动物的巢穴，挤在一起以保持体内的水分。许多青蛙和乌龟在池塘和湖底的泥里挖洞，在那里过冬。

温血动物

吸热温血动物调节体温，不受环境影响。为了做到这一点，它们需要大量的能量，而且必须吃很多东西。吸热动物包括哺乳动物和鸟类，和冷血动物一样，它们有几种过冬策略，包括冬眠和迁徙。

冬眠

和林蛙一样，土拨鼠也会将体温降至接近冰点。这个过程减慢了他们的心跳，几乎完全停止了他们的新陈代谢。这个过程被称为真正的冬眠，是一种冬眠有三种类型除了憔悴和麻木。与冷血动物相比，恒温动物在冬眠期间需要稳定的能量来源来维持体内的温度。这就是为什么土拨鼠、松鼠、熊和其他哺乳动物在冬天前会长得很胖，从而产生脂肪储备，以便在冬眠期间燃烧。

冬眠是在冬眠动物身上发现的一种化学物质，被称为“冬眠诱导触发或HIT，当注射到猴子等非冬眠动物体内时，会导致脉搏和体温下降，并使食欲消失。HIT的化学成分表明，它是类似于鸦片吗啡和海洛因中的一种化学物质，可以阻止疼痛和减缓呼吸。动物冬眠引发了关于潜在的人类医学应用的问题——想想吧延长器官保存时间在移植。

迁移

当然，还有加拿大鹅他们为了躲避寒冷而南下。各种各样的动物在冬天到来之前向南迁徙，在无数的生理变化的帮助下，确保了一次成功的旅程。加拿大鹅在九月开始秋季迁徙到美国和墨西哥。在花了几个星期的时间每次进食长达12个小时后，这些鹅飞上天空，飞向速度大于50km /h．为了忍受漫长的迁徙，甲状腺激素在鹅上升，增加心肌质量，这一过程被称为肥厚，并使更快的新陈代谢。许多其他的迁徙动物遵循类似的过程，建立身体的燃料和经历肥厚，为繁重的迁移做准备。

其他动物的迁徙范围更局限。北美驯鹿在陆地上迁徙，而大角羊则在山上上下移动。这两个物种都在寻找冬季食物来源。驯鹿通常以柳树、莎草和苔原植物的叶子为食;在冬天，他们被迫寻找地衣和小灌木。驯鹿有时会游过来600公里为了寻找食物。另一方面，大角羊在冬季进行短暂的海拔迁移，从夏季的草地向山上低海拔的灌木迁移。

北美寒冷地区的动物已经发展出许多应对季节性温度变化的策略。由气候变化引起的更剧烈和不可预测的季节波动可能导致这些动物的行为和模式发生变化。监测这些动物的行为可能会让我们深入了解加拿大野生动物和我们其他人的未来。

功能图片:不同种类的松鼠有不同的策略来度过加拿大的寒冬。一些松鼠冬眠，而另一些松鼠则保持活跃，躲在树洞里。图片由LAWJR(CC0)。