冬季的严寒是寒带、温带动物需要面临的一个巨大挑战。这时温度降低，食物匮乏，此诚危急存亡之冬也。动物一般会采用两种 应对严寒的方式，一种是秉着“打不过我就跑”的态度迁徙到更加温暖的地方，第二种是采取“打不起我还躲不起”的策略存储脂肪或者食物，冬眠过冬。但那些体型太小无法长距离迁徙，还不冬眠的动物该怎么办呢？我们今天的主角 普通鼩[qú] 鼱[jīng]（ Sorex araneus ）就是这样一种 既不冬眠，也不迁徙的物种。
还有的动物，到了冬天就变身清华池泡澡大爷。丨Pixabay
日常就是逛吃逛吃
普通鼩鼱广泛分布于亚欧大陆湿润森林中，是世界上最小的哺乳动物之一，体重只有5～12克，相当于1～2枚一元硬币的重量。对于很多人而言，鼩鼱不过是野地里一闪而过，鼻子尖尖，眼睛特别小的“小老鼠”。再有就是小鼩鼱们 咬着妈妈或者兄弟姐妹的尾巴， 穿成“串”走路的样子，童年阴影回忆《黑猫警长》第一集就出现了这样的场景。实际上鼩鼱和老鼠的亲缘关系很远，它们属于 鼩形目（Soricomorpha），老鼠则属于啮齿目。
远看是蛇，近看原来是鼩鼱一家出行。丨national geography wild / youtube
普遍鼩鼱的 寿命很短，大约十五个月，而且一生中 只繁殖一次。 成年个体在繁殖后的秋季就会死去，幼年个体度过冬季后于第二年性成熟并且参与繁殖，如此周而复始。
幼小的普通鼩鼱。丨WWalas / Wikimedia Commons
普通鼩鼱非常活跃，但由于只有Ⅱ型肌肉纤维（白肌），因此只能做爆发性的肌肉运动，耐力很差，活动的范围也比较受限。虽说小体型动物通常有着更快的心率，但普通鼩鼱在小动物里，心率也是惊人的高， 每分钟可达800～1200次，大概是人类的十倍。
普通鼩鼱主要通过听觉和嗅觉发现食物，喜欢泥土中的蚯蚓和昆虫。它们是不折不扣的大胃王，每天要进食与自身 体重几乎相等的食物。 它们每天的运动周期大致分为6个活动高峰，无论昼夜，吃了睡，睡了吃，就像是一台永远在高速运转的发动机，需要 不断获取能量。 由于它们很少有脂肪储存，2～3小时的饥饿就足以致死。
吃货的彪悍人生不需要解释。北美短尾鼩（ Blarina sp.）咬死了一条比它大好几倍的蛇。丨national geography / youtube
于是问题来了，在寒冷的冬季土地冻结，食物难以寻觅的时候，它们究竟是怎么生存下来的呢？
从“大头儿子”变成“小头爸爸”
20世纪50年代，波兰生物学家August Dehnel意外地发现，冬季捕捉到的普通鼩鼱不仅体重减小， 脑袋也在变小。
绝大多数脊椎动物头骨和大脑的生长都是不可逆的，成年之后脑袋的大小就不会变化。然而，冬季的亚成体普通鼩鼱，相比上一年夏季它们还是幼年的时候， 头骨缩小了约20%，而且头骨变得更加扁平。 但到了第二年春季，准备繁衍后代的成年个体， 头骨似乎又能部分“长回来”。
普通鼩鼱不同季节的头骨大小变化，上一年夏季的年幼个体颅骨最大；次年初春的亚成年鼩鼱头骨缩小，头顶变平；次年初夏的成年鼩鼱头骨略有“反弹”。丨Dina K. N. Dechmann et al. (2017) Scientific Reports. 7:42443.
进一步研究发现，过冬的普通鼩鼱不仅头骨变小了，脊柱也缩短了， 大脑和内脏器官也变小了。 这种现象后来被称为 戴氏现象（Dehnel’s phenomenon）。
由于当时的测量方法都是“杀鸡取卵”式的，必须杀死个体后才能得到头骨测量，所以很难区分头骨变小是发生在普通鼩鼱的种群里，还是单个的个体身上。也许只是因为小个子的普通鼩鼱在冬季更容易被抓到，或者头骨比较大的个体更容易死掉，导致鼩鼱中的“小头爸爸”比例增高？
普通鼩鼱头骨的CT和热成像图像。上图为普通鼩鼱从幼年到亚成年，经历“缩小阶段”的头骨，下图为从亚成年到成年，经历“回弹阶段”的头骨。丨Dina K. N. Dechmann et al. (2017) Scientific Reports. 7:42443.
直到近些年，德国和波兰的研究人员才确认，戴氏现象是发生在个体上的。研究人员在野外捕捉普通鼩鼱，给不同的个体做标记，然后进行X光检测，测量同一个体的头骨大小。在不同的季节，再重新把标记的个体抓回来测量。这样就能检验同一 个体头骨尺寸随时间的变化趋势。
结果发现，普通鼩鼱头骨平均减小了15%， 有些个体甚至能 减小20%。 与之对应的是，冬季普通鼩鼱的 大脑重量，较之夏季能 减少20%～30%； 更神奇的是，普通鼩鼱的头骨还会 在春季“部分反弹”，重新变大，平均达9%。 它们真的拥有缩骨功，能从“大头儿子”变成“小头爸爸”。
钻洞的普通鼩鼱。丨David Hosking / FLPA / Minden Pictures
一切皆有代价
戴氏现象与寒冬的关系，让研究者们猜测，这是普通鼩鼱 应对严酷气候环境的方式。 冬季的普通鼩鼱只有大约6克重， 体重减小需要的食物也会变少。 它们可能通过缩小身体和脑袋的方式，来增加生存下去的可能。
代谢率理论认为，小型动物相比其体重，表面积更大，需要消耗更多能量维持体温。普通鼩鼱冬季缩小，会导致它们的体重和体表面积比增大，这是不利的一方面；但体型变小对普通鼩鼱还是总体有利的。而到了春季，它们会恢复体重（包括大脑、头骨以及器官），准备繁殖。
在鼩鼱里，大人和小孩脑袋不一样大，可能还真不是“隔壁王叔叔”的原因。
节省能量的道理我们都懂，可是为什么要缩小 大脑呢？ 大脑是身体最为精密，最重要的神经中枢，也是整个身体中 耗能最大的器官。 人的大脑占体重2%，却消耗了20%的能量。所以缩小大脑是调节至“ 节能模式”的好办法。 不惜舍弃部分大脑，也间接反映出普通鼩鼱面临的环境究竟有多么 严酷。
死在雪地里的“冰冻”普通鼩鼱。丨Niall Benvie / NPL / Minden Pictures
这种节省能量的方法，也不是没有代价。大脑缩小后的普通鼩鼱确实 不那么“聪明”了。 它们的 方向感变差了，在实验室中测试发现，“小头爸爸”在空间学习任务中要花费更多的时间，探索更长的路径。
研究人员又对不同季节普通鼩鼱的大脑进行了3D建模，来研究大脑缩小的究竟是什么部位。结果发现，普通鼩鼱的 新皮质和海马体都会在冬季 缩小，而在春季，负责空间记忆的海马体会 恢复到原来大小。 这似乎说明空间记忆对于普通鼩鼱的生存更为重要。
捕食蚯蚓的普通鼩鼱。丨David Hosking / FLPA / Minden Pictures
普通鼩鼱施展“缩骨功”发生的骨骼可逆变化，跟人类 骨质疏松的过程非常相似，但骨骼缩小重建过程的具体生理机制仍然未知。 “缩骨功”还受到环境温度的影响。如果保持恒温环境，普通鼩鼱的颅骨仍然会在冬季到来之际缓慢、持续缩小，但是到了春天不会再恢复。生物的身体和行为，会根据环境因素发生改变，在生物学上称为 表型可塑性（phenotypic plasticity），这其实并不少见。
“节能模式”与“自动关机”
冬眠或者短暂性的休眠，在小型哺乳动物（主要是啮齿类）当中很常见，但为什么普通鼩鼱不冬眠呢？也许普通鼩鼱身体太小，外加很高的代谢率，使它们没有办法储存足够支撑冬眠的脂肪。
普通鼩鼱的下颌，牙齿表面的珐琅质里含有铁，所以呈红色，这是鼩亚科的特征。丨Roger Tidman / FLPA / Minden Pictures
普通鼩鼱属于鼩科（Soricidae）鼩亚科（Soricinae），所有已知有戴氏现象的鼩鼱都是鼩亚科，而且鼩亚科全部不能冬眠。它们的亲戚 麝鼩亚科（Crocidurinae）都 未被发现有戴氏现象，还可以进入周期性的 短暂休眠，不过持续时间很短，不能算作严格意义上的冬眠。
这两大类鼩鼱似乎采取了完全不同的节能策略：鼩亚科是“ 节能模式”，而麝鼩亚科是“ 自动关机”。 尽管大小差不多，鼩亚科的代谢率要比麝鼩亚科高出约2.4倍。
中麝鼩（ Crocidura russula ）。丨DerHexer / Wikimedia Commons
除鼩鼱外，目前仅在 鼬科的少数物种，如伶鼬（ Mustela nivalis ）和白鼬（ M. erminea ）中发现了戴氏现象。 这些物种有着一些共同点，比如 较为严酷的生存环境、高的代谢率、较小的体型、对高质量食物的需求、 不能冬眠等。
普通鼩鼱一生都在地表的泥土中度过，在倒木下、啮齿动物及鼹鼠留下的洞穴里穿梭挖掘。它们神出鬼没，难以察觉。虽然鼩鼱默默无闻，但研究它们也许会给人类 退行性骨病以及脑组织退化的研究，带来 新的启示。 下次再见到它们，可别再叫“小老鼠”了呀。
被解救的小鼩鼱在快乐嗦虫。丨Wildlife Aid / youtube
作者：Javier Lázaro & 某个某某。
Javier Lázaro 先生是Profoundreversible seasonal changes of individual skull size in a mammal 一文的第一作者，这篇论文记录了他们对鼩鼱“缩头功”这一奇妙现象的研究，也成为了我们今天看到这篇文章的创作素材。
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