动物过冬各出奇招？鼠兔的卷王行为来了……

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　　出品：科普中国
　　制作：王德华（山东大学生命科学学院）
　　监制：中国科学院计算机网络信息中心
　　青藏高原的冬天非常严酷，高寒低氧，食物还很缺乏，如此严酷的环境对动物的生存是严酷的生理学挑战。
　　


　　寒风中的纳木错（图片来源：Veer图库）
　　为了过冬，动物们可谓是各出奇招。
　　有些物种如燕子等，会在冬季来临前飞向温暖的南方悠闲过冬；有些物种如旱獭、黄鼠、刺猬、蝙蝠、蜂鸟等，会采取冬眠（或蛰眠）的方式度过严冬。
　　而有些物种则通过提高生理抵抗能力或行为调节度过严冬，如提高自身产生热量的能力，建筑保暖的巢，贮存足够的食物等。
　　还有的动物会减少巢外活动时间，降低体重等，甚至通过聚群来抱团取暖的方式，减少自身的总能量需求。
　　但是，也有一些小型恒温哺乳动物，既不冬眠，也不囤食物，比如青藏高原上的高原鼠兔。它们的体温相对较高，甚至一年四季都在地面活动。
　　鼠兔是如何克服寒冷，顺利过冬的呢？这一直是科学家很感兴趣的问题。
　　


　　高原鼠兔（图片来源：迟庆生博士）
　　最近，中国科学院遗传与发育生物学研究所、动物研究所和西北高原生物研究所组成的研究团队经过13年的合作研究，初步揭示了高原鼠兔成功越冬的奥秘之一——吃牦牛的粪便。
　　吃多点保暖过冬？不需要！
　　高原鼠兔是一种既像小鼠又像兔子的小家伙，属于兔形目鼠兔科鼠兔属，体重约150克左右（体重范围是110克-210克），小巧玲珑，性情温顺，比家兔敏捷不少。高原鼠兔分布在青藏高原3000米-5100米的地区，作为植食性动物，它是严格的“素食主义者”。
　　


　　植食性的鼠兔 （图片来源：Keith Kohl）
　　研究发现，高原鼠兔的生存代价很高。它没有冬眠的习惯,一年四季都在地面活动、寻找食物，和其他小动物相比，高原鼠兔的体温比较高、代谢水平也较高。
　　最开始，科学家猜测，在异常寒冷的冬天，鼠兔需要更多的能量来维持生存和高而恒定的体温，因而需要的食物量也会增加。
　　研究人员采用双标记水的稳定性同位素方法，在野外测定了自由活动的高原鼠兔在冬季和夏季的每日能量消耗。
　　测定结果让科学家们十分意外。平均来看，冬季的环境温度要比夏季要低25oC，但高原鼠兔在冬季的能量消耗不但没有增加，反而比夏季降低了30%左右，也就是说，冬天的鼠兔只取食了夏季食量的三分之二那么多，就成功维持了恒定的体温。
　　


　　高原鼠兔 （图片来源：迟庆生博士）
　　在愈发寒冷的冬季，鼠兔的能量消耗反而变低了，这是为什么呢？
　　为了弄清这个谜团，研究团队在鼠兔的腹腔内埋置了体温记录装置、活动自动记录设备，以此来长时间监测小鼠兔们的体温与活动性变化；同时，在野外对它们的地面活动进行录像。
　　结果科学家们发现，鼠兔不仅会在冬天降低自己体温，还会减少活动。通过测定还发现，冬季鼠兔的代谢水平也降低了。
　　这样就得出了结论：在冬季，高原鼠兔总能量消耗的下降，主要是通过降低代谢水平、降低体温和减少地面的活动量来实现的。
　　可是，在观察鼠兔地面活动的过程中，研究人员偶然发现，鼠兔的食物好像……有些奇怪？
　　你没看错，这幅“屎”诗级画面，记录着可爱的鼠兔取食耗牛粑粑的瞬间。
　　蹭饭王的终极境界：吃对手的粑粑！
　　尽管有些惊讶，科研人员还是对鼠兔这位不一般“干饭人”的进食行为展开了研究。
　　“干饭人 干饭魂 鼠兔真是人上人”……可平时吃草的高原鼠兔为什么要吃牦牛的粪便，这有什么作用？
　　是因为喜欢牦牛的气味儿？还是单纯的爱吃“翔”？（啊这个可能不太合理……）
　　其实，从越冬的生存目的来分析，我们就明白了。因为，如果鼠兔能够取食牦牛的粪便，冬天就有了额外的能量来源。
　　为了证实这个想法，团队在野外用摄像机持续拍摄了鼠兔的地面活动和取食行为，多次发现鼠兔在啃食牦牛的粪便。
　　此外，他们采用了分子生物学的技术，分析了鼠兔的胃内容物，发现鼠兔的胃内容物中有牦牛的DNA，这样就证实了鼠兔取食牦牛粪便的事实。
　　通过进一步分析鼠兔和牦牛的肠道微生物的组成，科学家发现，在冬季取食了牦牛粪便的高原鼠兔，它们的肠道微生物组成变得与牦牛的微生物组成很相似了。这说明高原鼠兔取食牦牛的粪便，不仅可以作为能量的补充，还能够影响其肠道微生物组成，从而进一步改变其营养和代谢等生理学功能。
　　


　　跳跃的鼠兔（图片来源：可可西里管理处）
　　除此之外啊，研究团队们还发现了一个有趣的现象：冬季，在牦牛密度高的地区，高原鼠兔的数量会更多，并且它们跑到寒冷地面上活动的频率会更少。
　　实际上，牦牛和鼠兔都是取食牧草的物种，在食物资源上是存在竞争关系的。如果一方吃得多了，必然会影响到另一方的食物资源，如此说来，同一区域的牦牛数量多，鼠兔数量应该越少才是。
　　而本应抢夺草类的两位竞争者——牦牛和鼠兔，居然能打破这个“反比例”关系，变成了牦牛数量多，鼠兔数量也多的状况，这就是因为鼠兔“奇葩”的饮食结构了。
　　如果牦牛们能说话，它们也许会发出这样的牢骚：“鼠兔不讲武德，居然吃我这个对手的粑粑！
　　


　　高原鼠兔取食牦牛粪便 （图片来源：中科院动物研究所）
　　因此，通过鼠兔在冬季取食牦牛粪便作为能量补充的事实，就可以很好地解释，为何家养牦牛密度高的地区，鼠兔数量也多的奇怪现象了。
　　正是由于鼠兔们取食牦牛粪便的行为，才使得其种群在牦牛密度高的地方也能够繁盛起来，两个物种之间，有竞争也有合作。
　　这个发现，为理解青藏高原动物种间的互惠共生关系、生物多样性的维持、以及生态系统的功能等重要生态学问题，都提供了新的视角。作为一名研究者，不禁想问：神奇的大自然，神奇的万物，你还有多少惊喜等待我们发现？
               
               

                           

                        
                        
                                
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                                        2021-08-12