北极地松鼠改变冬眠模式

北极地松鼠在哺乳动物中是独一无二的。即使体温低于温度计上的标记，它们也能保持不结冰的能力，这使它们能够在极端的冬季气候中生存。发表在《科学》杂志上的新研究分析了超过 25 年的气候和生物数据。研究结果包括较短的冬眠期以及雄性和雌性冬眠期之间的差异。剧透警报 - 女孩们响应变暖的时间稍早“升起并发光”，这可能会对这些生态系统中的整个食物网产生积极和消极的连锁反应。

科罗拉多州立大学生物系助理教授、资深作者科里·威廉姆斯 (Cory Williams) 15 多年前在阿拉斯加费尔班克斯大学期间开始研究北极地松鼠。“我认为我们的研究之所以与众不同，是因为我们正在研究一个足够长的数据集，以显示气候变化对北极哺乳动物的影响，”威廉姆斯说，他于 2021 年加入 CSU 教员。“我们可以证明温度变化与这些动物的生理学和生态学之间的直接联系。”

这项最新研究的主要作者海伦·奇穆拉 (Helen Chmura)于 2018 年在阿拉斯加费尔班克斯大学 (University of Alaska Fairbanks) 担任博士后研究员时开始了这项分析，现在是落基山研究站 (Rocky Mountain Research Station)的农业部林务局研究员。“我们的数据显示，活性层，即永久冻土层上方的土壤层，在秋季晚些时候结冰，在冬季中期不会变得那么冷，并在春季稍早解冻。” 她补充说，“这些变化相当于将土壤冻结在一米深的时间减少了大约 10 天，发生在短短 25 年的时间里，速度相当快。”

北极地松鼠通过冬眠半年以上来度过阿拉斯加严酷的冬天，这大大减缓了它们的肺、心脏、大脑和身体功能。他们仍然必须花费能量从储存的脂肪中产生足够的热量来防止组织冻结。每年春天，它们都会从地下 3 英尺多的洞穴中浮出水面，饥肠辘辘，渴望交配。

Chmura 和 Williams 以及合著者分析了阿拉斯加北极地区两个地点的长期空气和土壤温度数据，并结合使用生物记录器收集的数据。他们在同一 25 年期间测量了 199 只自由生活的个体地松鼠的腹部和/或皮肤温度。他们发现雌性在结束冬眠时正在发生变化，每年都提早出现，但雄性则不然。雌性的变化与早春解冻相匹配。这种现象的好处是它们在冬眠期间不需要使用那么多储存的脂肪，并且可以在春天更快地开始觅食根和芽、浆果和种子。科学家认为这可能会导致更健康的垃圾和更高的存活率。

不利的一面是，如果雄性也不改变冬眠模式，最终雄性和雌性可用的“约会之夜”可能会不匹配。地松鼠也是许多食肉动物的重要食物来源，例如狐狸、狼和鹰。在地面上活动时间更长的间接后果是更大的暴露和被吃掉的风险。

人口将会发生什么是一个很大的未知数——没有明显的赢家或输家。虽然冬眠需要较少的能量，这有助于越冬生存，但地松鼠的数量也取决于捕食者如何应对气候变化。目前，Williams 总结道：“我们的论文展示了长期数据集在理解生态系统如何应对气候变化方面的重要性。” Chmura 表示同意，并补充说：“需要一支优秀的团队才能将这样的数据集持续使用 25 年，尤其是在北极地区。”

其他撰稿人包括阿拉斯加费尔班克斯大学的Brian Barnes和北亚利桑那大学的 Loren Buck，他们都在 1990 年代开始这项研究，以了解北极地松鼠如何在如此漫长、寒冷、黑暗的冬天生存，以及它们的冬眠地点有多冷是。这些问题促使他们安装了第一个土壤温度监测器，随着技术的进步，他们能够在整个冬天测量这些温度。Cassandra Duncan 和 Grace Burrell 在阿拉斯加费尔班克斯大学就读时协助了这项研究。