在纪录片里,你常会看到爬行动物或两栖动物长时间静卧在岩石上“晒太阳”。它们为什么这么做?答案就在“冷血动物”(通俗叫法)——科学上称为外温动物(ectotherms)。这类动物不能仅靠自身代谢稳定体温,需要借助环境温度来调节体温,因此形成了许多独特的行为与生理适应。
下面为你系统梳理冷血(外温)动物的含义、核心特征,并按类群给出35 个典型例子与简要解读。
“冷血”并不等于血液总是冷的,而是说体温主要随环境变化。外温动物通过晒太阳(升温)、进阴凉/入水(降温)、改变姿势与体位、选择不同微环境等行为来完成体温调节(行为性体温调节)。这与恒温(内温)动物依靠代谢产热维持相对稳定体温截然不同。
术语提示
外温(ectothermy):主要依赖外界热源调温。
变温(poikilothermy):体温随环境波动较大(常与外温重叠)。
巨温性(gigantothermy)/ 区域内温:体型大或局部组织的特殊循环结构可让某些鱼类(如金枪鱼、白鲨)在一定程度上维持高于环境的组织温度。
代谢产热有限:能产生少量代谢热,但不足以独立维持恒定体温。
酶适应多样:通常拥有更多温度异构酶,能在较宽温域保持活动。
行为性体温调节:晒太阳、入阴/入水、改变体表朝向与接触面、挖洞等。
进食频率较低:不需要高频摄食来“烧热量取暖”,能量需求相对较低。
血管调节:外周血管扩张/收缩可加速或降低热交换。
谱系广泛:既有无脊椎(大量昆虫、甲壳类、软体动物等),也有脊椎(多数学两栖、爬行类与绝大多数鱼类)。
说明:以下中文名后附学名,便于检索与科普规范。
夜间多留在水中(水温常高于陆地),白天上岸张口晒背,扩大受光面积以升温。典型的水陆双栖式行为调温。
花纹蜥/眼斑巨蜥 Timon lepidus:干热季节会在水边浸泡降温。
南美岩蜥(如 Phymaturus 属):深色素(黑化/黑皮症)可提升日照吸热效率,在低温环境中缩短升温时间。
多数高海拔小型蜥蜴受限于低温与弱冬日照,升温窗口窄,对气候变暖极其敏感,是研究外温生物热生态与保育的重点对象。
常在向阳岩石上取暖,通过传导 + 日照升温;可通过外周血管舒缩快速适应环境温度变化。
许多种(如海龟)具有巨温性特征,依靠体型大、热容高在水中维持相对更高组织温度;整体仍属外温变温,体温随环境而波动。
如普通蟾蜍 Bufo bufo,在能量与体温需求得到满足时,能长时间少食而维持生存;两栖类普遍通过选择潮湿庇荫处避免过热与失水。
偏好把巢穴建在受晒的大石下,利用石下保温效应维持更高巢温;活动时段与方式受外界温度强烈驱动。
蟋蟀(Gryllidae)
蝗虫/蚱蜢(亚目 Caelifera)
清晨先在垂直茎秆上取向受光,随后下到地表利用地面二次辐射继续升温,是行为性调温的教科书案例。
金枪鱼(Thunnus spp.):游泳肌与逆流热交换(rete mirabile)可使红肌维持高温,提升游速与捕食性能。
翻车鱼(Mola mola):通过上浮/下潜寻找适宜水温层,并利用表层日照升温。
锯鳐类、魟类(Batoidea)与多种鲨鱼整体为外温,但部分大型掠食者存在区域内温结构,提高眼肌/脑/游泳肌温度以增强捕食能力。
体长可达2 米、体重15 kg,日照需求强,常在树冠/红树林等温暖高湿环境长时间晒背,昼夜活动节律约12/12 小时。
墨西哥—美西沙漠区少数有毒蜥蜴之一,体型约60 cm,性情缓慢、多数情况对人威胁不大;外温属性明显,依赖洞穴与日照调温。
生活在暖温带海域,IUCN 评估为易危。具区域内温能力,可让红肌/内脏/眼脑高于海水温度,兼具外温框架与“局部恒温”的特化。
广布欧亚非与澳洲,群聚相变可形成严重农业害虫;体温与活动强烈受环境温度驱动,清晨需先升温方能高效取食与飞行。
分布哥伦比亚、委内瑞拉、玻利维亚与巴西,体长可达约 1.5 米(原文“1.5 厘米”为明显笔误)。夏季最活跃,入秋冬后进入滞育/冬眠以避寒。
两栖与爬行类
毛蛙 Trichobatrachus robustus
尼罗鳄 Crocodylus niloticus
角龟/玳瑁 Eretmochelys imbricata
森蚺 Eunectes murinus
绿树蚺/祖母绿蚺 Corallus batesii
科莫多巨蜥 Varanus komodoensis
眼镜王蛇(广义响尾蛇属示例)Crotalus spp.
榄蠵龟 Lepidochelys olivacea
伪眼镜蛇/大斑蛇 Malpolon monspessulanus
高加索斑蟾螈 Pelodytes caucasicus
跑蟾 Epidalea calamita
白黑泰加巨蜥 Salvator merianae
昆虫与其他无脊椎
沙漠蝗 Schistocerca gregaria
家蟋 Acheta domesticus
黑火蚁 Solenopsis richteri
子弹蚁 Paraponera clavata
鱼类
蓝鳍金枪鱼 Thunnus thynnus
红鱼/黑剑鱼(黑剑鱼)Aphanopus carbo(如需与上文硬骨鱼示例互参)
冷血(外温)= 主要靠外界热源调温,并通过行为 + 生理的组合实现体温管理。
这类策略能节省能量、适应多变环境,但也让它们对气候、微栖境更为敏感。
从爬行动物、两栖类到多数鱼类与大量无脊椎,外温生物的多样性与适应性构成了生态系统能量流与食物网的重要一环。
参考文献
Alfaro, V. 等。《动物生理学:体温和传热过程》。巴塞罗那大学教科书,第一卷,第141-150页。
Sanmiguel, R. A. 和 Díaz, V. (2011)《家畜体温调节的生理机制》。《哥伦比亚动物科学杂志》,第四卷。
Literas, S. (2017)《黑化现象在Verdugo蜥蜴热生物学中的重要性》。阿根廷库约国立大学数字图书馆。
Ortega, Z. (2015)《伊比利亚高山蜥蜴属的热生物学》。CREDOS,西班牙萨拉曼卡大学。
动物标签: 冷血动物