北极地松鼠正在改变冬眠模式以应对气候变化

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，它们也能保持不冻结的能力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。剧透警告 - 女孩们为了应对变暖而更早地“崛起和发光”，这可能会对这些生态系统中的食物网产生积极和消极的连锁反应。

资深作者科里·威廉姆斯(Cory Williams)是科罗拉多州立大学生物系的助理教授，他在15年前在阿拉斯加费尔班克斯大学(University of Alaska Fairbanks)开始研究北极地松鼠。“我认为使我们的研究与众不同的是，我们正在研究一个足够长的数据集来显示气候变化对北极哺乳动物的影响，”2021年加入科罗拉多州立大学教职员工的威廉姆斯说。“我们可以证明温度变化与这些动物的生理和生态学之间存在直接联系。

这项最新研究的主要作者Helen Chmura于2018年在阿拉斯加大学费尔班克斯分校担任博士后研究员时开始了分析，现在在落基山研究站担任美国农业部林务局研究员。“我们的数据显示，活动层，即永久冻土层上方的土壤层，在秋季晚些时候冻结，在冬季中期不会变得那么冷，并且在春季稍微提前解冻。她补充说：“这些变化，相当于土壤在一米深冻结的时间减少了大约10天，发生在短短25年，这是相当快的。

北极地松鼠通过冬眠超过半年来在阿拉斯加严酷的冬天中生存下来，大大减慢了它们的肺、心脏、大脑和身体功能。他们仍然必须消耗能量从储存的脂肪中产生足够的热量，以防止组织冻结。每年春天，它们都会从离地面3英尺多的洞穴中重新浮出水面，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两个地点的长期空气和土壤温度数据，以及使用生物记录器收集的数据。他们在同一199年期间测量了25只自由生活的个体地松鼠的腹部和/或皮肤温度。他们发现，雌性在结束冬眠时会发生变化，每年出现得更早，但雄性却没有。雌性的变化与早春解冻相匹配。这种现象的优点是它们在冬眠期间不需要使用那么多储存的脂肪，并且可以在春季更早地开始觅食根和芽、浆果和种子。科学家认为，这可能会导致更健康的窝和更高的存活率。

不利的一面是，如果雄性也不改变冬眠模式，那么雄性和雌性的可用“约会之夜”最终可能会出现不匹配。地松鼠也是许多捕食者的重要食物来源，如狐狸、狼和鹰。在地面上活动时间较长的间接后果是暴露和被吃掉的风险更大。

人口会发生什么是一个很大的未知数——没有明确的赢家或输家。虽然冬眠需要较少的能量，这可能有助于越冬生存，但地松鼠的数量也取决于捕食者对气候变化的反应。目前，威廉姆斯总结道：“我们的论文显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对此表示同意，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布莱恩·巴恩斯(Brian Barnes)和北亚利桑那大学的洛伦·巴克(Loren Buck)，他们都在1990年代开始了这项研究，以了解北极地松鼠如何在如此漫长，寒冷，黑暗的冬天中生存，以及它们的冬眠点有多冷。这些问题促使他们安装了第一台土壤温度监测器，随着技术的进步，他们能够在整个冬天测量这些温度。