虽然大多数动物都从冬季的冰雪中退缩，但一些非凡的生物不仅进化出了生存的能力，更能在极寒中茁壮成长。从隐藏在冰盖中的微生物，到能够在数小时内致人死亡的低温下保持体温的毛茸茸的哺乳动物，这些寒冷气候的专家展现了大自然令人难以置信的适应能力。它们的生理和行为适应性体现了数百万年的进化微调，使它们能够在寒冷的环境中安家落户。让我们来探索13种拥抱寒冷的迷人生物，揭示它们在地球最寒冷地区繁衍生息的巧妙生存策略。
13. 帝王企鹅——南极生存大师
帝王企鹅。照片由 Paul Carroll 拍摄，来自 Unsplash
帝王企鹅是适应寒冷气候的终极象征，它们能够忍受南极洲严酷的冬季气温，即使气温骤降到零下40摄氏度（-40°F）甚至更低。这些尊贵的鸟类进化出了多层防御机制来抵御寒冷。它们浓密交叠的羽毛构成了坚不可摧的防水外层，而内层则蕴藏着一层厚厚的脂肪，厚度可达4厘米（10英寸）。或许最令人印象深刻的是它们的群体行为——帝王企鹅们会紧密地挤在一起，轮流换位，让每只企鹅都能轮流进入温暖的企鹅内部。这种合作策略可以使群体内的温度升高到77摄氏度（25°F），比周围的空气温度高出112摄氏度（62°F）。在南极洲最黑暗的冬季，雄性帝王企鹅可以忍受两个月的饥饿，用脚孵化企鹅蛋，尽管周围环境寒冷，但它们仍会使用一个特殊的育儿袋将企鹅蛋的温度保持在95摄氏度（35°F）。
12. 北极狐——变色寒冷专家
来自挪威奥斯陆的 Erik F. Brandsborg，CC BY-SA 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0，来自 Wikimedia Commons。
北极狐进化成为地球上最耐寒的哺乳动物之一，在低至-58°C（-50°F）的温度下也能保持舒适。它们非凡的适应能力始于紧凑的体型——短腿、短口鼻部和圆圆的小耳朵，这些都通过减少暴露在外的表面积来最大限度地减少热量损失。它们最明显的冬季适应能力是它们那令人惊叹的白色皮毛变化，这既提供了伪装，也提供了卓越的保暖性。这层冬季皮毛拥有所有哺乳动物中最好的保暖性能，甚至连脚底都覆盖着毛皮，以增加保暖性和在冰面上的抓地力。北极狐通过根据需要调节代谢率来维持恒定的体温，并在四肢使用逆流热交换系统来保存核心体温。据记录，这些非凡的狐狸在暴风雪期间会蜷缩成一团，用蓬松的尾巴作为围巾遮住脸，等待暴风雪过去。
11.雪豹——高海拔寒冷征服者
雪豹幼崽。照片由 Robert Sachowski 拍摄，来自 Unsplash。
雪豹掌握了在喜马拉雅山脉寒冷缺氧环境中生存的技能，它们通常生活在海拔 9,800 至 17,000 英尺（3,000 至 5,200 米）之间，那里的气温经常降至零下 40 摄氏度（零下 40 摄氏度）。它们非凡的适应能力包括腹部覆盖着一层异常厚实的皮毛，厚度可达近 5 英寸（12 厘米），在休息时可以隔绝冰雪。它们巨大的爪子就像天然的雪鞋，能够均匀分布重量，防止陷入深雪，同时趾垫之间也覆盖着毛皮，以增加保暖性和牵引力。雪豹拥有较大的鼻腔，可以在吸入的空气进入肺部之前对其进行加热，而它们标志性的长尾巴——几乎与身体等长——既可以在穿越险峻地形时保持平衡，又可以在睡眠时提供温暖的包裹。它们的新陈代谢效率使它们能够在这种恶劣的环境中依靠稀少的猎物生存，有时甚至在两次大餐之间间隔一周或更长时间，同时还能保持能量储备。
10. 北极熊——北极的顶级捕食者
北极熊。图片来自 Unsplash。
北极熊代表了大型食肉动物中适应寒冷气候的巅峰，它们在北极地区温度可低至-50°F（-45°C）的环境中也能茁壮成长。它们特殊的生理结构始于一层厚达4.5英寸（11.5厘米）的鲸脂和一层浓密的底毛，底毛上覆盖着长达6英寸（15厘米）的保护毛。这种隔热效果非常有效，以至于北极熊在体力消耗时，即使在冰冻的气温下也常常会过热。它们看似白色的皮毛实际上是透明的空心绒毛，它们可以反射可见光，同时吸收太阳的热量，并将其传导到黑色的皮肤上，皮肤吸收热量。它们巨大的爪子直径可达12英寸（30厘米），在薄冰上行走时可以分散体重，而它们身上的乳突则提供了至关重要的牵引力。北极熊是高效的寒冷天气机器，它们过热的问题比冻伤的问题更严重，奔跑后经常会在雪地里打滚降温。
9. 耐寒两栖动物——林蛙
木蛙。图片来自 Openverse。
林蛙拥有动物界最非凡的寒冷生存策略之一——它们在冬季让自己冻得几乎凝固。随着气温下降，这些非凡的两栖动物会在组织中产生高浓度的葡萄糖和尿素，它们就像天然的防冻剂一样，防止细胞内形成致命的冰冻。在深度冻结期间，林蛙体内高达65%的水分会结冰，它们的心脏停止跳动，呼吸也完全停止。随着水分被抽出，器官间隙中结冰，细胞收缩。按照大多数临床定义，它们看起来像死了一样。当春天到来，气温回升时，冰融化，它们的心脏重新启动，并在数小时内恢复正常功能——基本上是从死亡中复活。林蛙可以承受多次冻融循环，以及低至-21°C（6°F）的低温。这种非凡的能力使它们成为春季最早出现和繁殖的两栖动物之一，有时甚至在部分栖息地仍覆盖着冰雪的情况下。
8. 麝牛冰河时代幸存者
麝牛。图片来自Depositphotos。
麝牛是上一个冰河时代的活生生的遗迹，它们拥有经过数千年精心改良的适应能力，以应对北极的极端环境。它们最显著的特征是非凡的双层皮毛——柔软保暖的内层绒毛被称为“qiviut”，比绵羊毛保暖八倍，比羊绒更细密，外层覆盖着长达24厘米的针毛，能够有效地排水和挡雪。这种隔热效果非常有效，即使雪落在麝牛背上也不会融化，因为几乎没有热量散失。它们紧凑结实的体型最大限度地减少了表面积和热量损失，而它们的消化系统也进化得能够从稀疏的北极植被中最大限度地获取营养。受到威胁时，麝牛会形成它们著名的防御圈：成年麝牛面朝外，幼牛则被保护在中心——这种策略帮助它们在数千年的时间里躲过了捕食者的攻击。冬季，它们的新陈代谢率显著下降，这使得它们能够保存能量，同时继续用特化的分蹄——一种有效的挖掘工具——在雪地中觅食。
7. 缓步动物是寒冷天气的“冠军”
缓步动物。图片由 TheDigitalArtist 通过 Unsplash 提供。
缓步动物，通常被称为水熊或苔藓猪，尽管体型微小（通常为 0.002 至 0.05 毫米），但却可能是地球上在极端低温下生存能力最强的动物。当环境变得过于恶劣时，这些微小的八足动物会进入一种称为隐生的状态，基本完全停止新陈代谢。在这种状态下，它们会失去高达 0.05% 的体液，产生保护性蛋白质，并能在低至 -1.2°F (-97°C) 的温度下生存——仅比绝对零度高一度，绝对零度是理论上宇宙中的最低温度。研究表明，它们可以在这种冰冻状态下存活 458 多年，基本上处于生死边缘，直到环境改善。更令人惊奇的是，在科学实验中，缓步动物在直接暴露于太空真空和辐射下后还能生存下来。它们无与伦比的生存能力源于独特的蛋白质，这种蛋白质可以防止冷冻过程中的细胞损伤，并且能够在补水和复活时有效修复 DNA 损伤。
6. 狼獾——顽强的寒冷天气捕食者
狼獾。图片来自 Unsplash
狼獾以最顽强的寒冷捕食者之一而闻名，它们特别适应在冬季气温经常达到 -40°F (-40°C) 的雪山地带生存。尽管体重只有 20-40 磅（9-18 公斤），但这些肌肉发达的鼬科成员可以捕获体型是其数倍的猎物，包括在条件有利时捕获鹿和小驼鹿。它们的特殊适应性包括大而部分有蹼的脚，这就像天然的雪鞋，让它们能够在其他捕食者陷入的深雪上奔跑。它们极其浓密、油性的皮毛可以抵御霜冻并提供卓越的保暖效果——如此有效以至于动物园里的狼獾在高于冰点的温度下经常表现出中暑的迹象。狼獾拥有强大的下颚和特殊的臼齿，可以咬碎冻肉和骨头，使它们能够吃掉其他动物在冬天无法利用的尸体。它们的新陈代谢非常快，需要在北美一些最恶劣的环境中不断跨越面积达 500 平方英里（1,300 平方公里）的领地寻找食物。
5. 南极冰鱼——冷血奇迹
南极冰鱼。图片来自 Openverse。
南极冰鱼代表了进化史上最显著的低温特化特征之一——它们是地球上唯一没有血红蛋白或红细胞的脊椎动物。这些鱼在持续低于32摄氏度（淡水冰点）的水域中茁壮成长。它们清澈、近乎幽灵般的外表源于完全缺乏血红蛋白，而血红蛋白通常使血液呈现红色。冰鱼不使用血红蛋白来输送氧气，而是拥有异常大的心脏，可以泵出大量血液，它们的身体组织通过扩大的鳃和血管丰富的皮肤直接从水中吸收氧气。它们产生抗冻糖蛋白，可以与冰晶结合，防止冰晶长大并破坏组织。它们栖息在富氧、接近冰点的水域，其含氧量几乎是温暖水域的两倍，这使得它们这种不同寻常的适应能力成为可能。这些鱼已鉴定出大约 0 个物种，它们代表了地球上其他任何地方都找不到的进化解决方案——一种完全消除了曾经被认为是循环系统基本组成部分的脊椎动物。
4. 北极地松鼠——零度以下的冬眠动物
北极地松鼠在岩石上吃种子。图片来自那不勒斯。
北极地松鼠或许已经进化出了哺乳动物中最极端的冬眠策略，它们运用了一种非凡的生理技巧，科学家们仍在努力彻底理解。在冬眠期间，这些小型啮齿动物会将体温降至冰点以下——它们是唯一已知核心温度低于32摄氏度（0华氏度）的哺乳动物。在最深的冬眠状态下，它们的体温可达-26.6摄氏度（3华氏度），而大脑通过特殊的保护机制仍保持在略高于冰点的水平。它们的心率从每分钟200-300次降至仅3-10次，每分钟仅呼吸几次。为了准备这种不可思议的休眠，它们会积累大量的脂肪储备，导致夏末体重增加50%或更多。在长达七个月的冬眠期间，每隔两到三周，它们会颤抖着保持体温，持续约12-15个小时，然后再回到过冷状态——这个过程会消耗它们冬季能量预算的86%，但似乎对于保护神经功能是必要的。医学研究人员研究这些松鼠，希望利用它们的耐寒机制来改善人类移植器官的保存。
3. 雪鸮——北极空中捕食者
雪鸮迁往密歇根。图片来自 Unsplash
雪鸮进化出了一套全面的适应性，使它们完美地适应北极环境，在狩猎期间，北极的温度通常会低至零下40华氏度（-40摄氏度）。与许多迁徙到南方过冬的鸟类不同，这些雄伟的捕食者通常会进一步向北迁徙，追寻它们偏爱的猎物，最终抵达海冰上。它们传奇般的抗寒能力始于羽毛——它们是世界上羽毛最厚的鸟类之一，保暖的羽毛甚至覆盖着它们的脚和喙基部。这种保暖效果非常出色，以至于即使在零度以下的气温下，雪鸮也必须经常通过露出脚或喘气来散热。与其他猫头鹰相比，它们体型较大，形成了良好的表面积与体积比，从而有助于保存热量；而它们以白色为主的羽毛则提供了伪装，并可能通过最大限度地减少辐射热损失而获得保暖优势。它们特有的听觉使它们能够在厚厚的积雪下探测到猎物的动静，而卓越的视力则使它们能够在北极漫长的黄昏时段进行狩猎。雪鸮每天可以捕捉并吃掉多达 12 只旅鼠，以维持其在极寒环境下的高代谢需求。
2. 斯瓦尔巴群岛驯鹿北极群岛专家
安德烈亚斯·韦斯 (Andreas Weith)，CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0，来自 Wikimedia Commons
斯瓦尔巴群岛的驯鹿已经适应了世界上最北端的陆地栖息地之一，并进化出与大陆驯鹿物种截然不同的特征。这些紧凑、短腿的驯鹿拥有卓越的保暖性能——它们的冬毛中含有充满空气的空腔，比实心毛发具有更优异的保暖性能，而且它们的针毛尤其密集，每平方厘米多达2000根。它们特有的鼻部结构能够在吸入的空气到达肺部之前对其进行加热，从而重新捕获原本会在呼气过程中流失的体热和水分。或许最引人注目的是，这些驯鹿已经进化出在冬季将代谢率降低高达70%的能力，尽管它们仍然活跃并觅食，但却进入了半冬眠状态。它们的脂肪储备分布合理，在臀部、背部和重要器官周围有大量的保暖沉积物。与许多拥有白色冬季皮毛的北极动物不同，斯瓦尔巴群岛的驯鹿全年都拥有深色皮毛，这似乎有利于它们在极北纬度地区吸收有限的冬季阳光来保暖，因为在这些地区，它们每年冬季都会经历四个月的完全黑暗。
1. 嗜冷菌在极寒环境下生存
Chad Skeers（在 Flickr 上），CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0，来自 Wikimedia Commons
嗜冷菌是地球上最杰出的“寒冷专家”，它们在大多数生命停止生存的温度下依然活跃地生长繁殖。这些微生物在北极和南极海冰、冰川，甚至高层大气中的云滴等环境中茁壮成长。它们非凡的适应能力包括能够产生特殊的酶，这些酶在普通蛋白质会变得僵硬失效的温度下仍能保持柔韧性和功能性。一些物种，例如英格拉哈姆嗜冷菌（Psychromonas ingrahamii），可以在低至-23°C（5°F）的温度下活跃繁殖。它们的细胞膜含有较高比例的不饱和脂肪酸和支链脂肪酸，这在冰冻条件下保持着至关重要的柔韧性。许多物种能够产生抗冻蛋白和抗冻保护剂，防止破坏性的冰晶形成。一些嗜冷菌已经进化出在看似坚不可摧的冰块内部微小的液态水通道之间移动的能力。这些适应寒冷的细菌在极地地区的营养循环中发挥着至关重要的生态作用，可能代表着生命如何在太阳系的其他冰冻世界中存在，例如木星的卫星木卫二或土星的卫星土卫二。
非凡的抗寒适应能力：大自然的巧思妙想
北极熊。图片由 Hans-Jurgen Mager 通过 Unsplash 拍摄。
我们探索的13种生物表明，冰冻温度非但不是生命的障碍，反而是自然界一些最巧妙的适应性进化的催化剂。从拥有灵活酶的微小细菌到拥有特殊保暖皮毛的巨型北极熊，每种生物都代表着应对极寒挑战的独特解决方案。这些适应性并非一夜之间形成，而是数百万年自然选择的结果，每个物种都找到了自己在寒冷天气下生存的途径。除了科学重要性之外，这些非凡的生物还提醒我们，即使在地球上最具挑战性的环境中，生命也拥有非凡的韧性和适应性。随着气候变化日益威胁着全球寒冷栖息地，了解和保护这些特殊物种不仅是科学上的当务之急，也是为子孙后代保护这些进化奇迹的道德责任。
关于我们 最新文章 简·奥特联合创始人 at 全球动物大家好，我是 Jan，Animals Around The Globe 的联合创始人，也是运营这个网站的两个人之一。 小时候，我就爱上了大自然、野生动物和动物。在美国、南非、意大利、中国和德国生活让我有机会探索世界野生动物。我最喜欢的动物是山地大猩猩、西伯利亚虎和大白鲨。 我是一名经过认证的 PADI 开放水域潜水员，去过珠穆朗玛峰大本营，还曾在乌干达徒步追踪过大猩猩。我拥有经济学和金融学硕士学位。请将任何反馈发送至 feedback@animalsaroundtheglobe.com Jan Otte 的最新帖子 (查看所有) 10 种能以惊人方式超越人类的动物 - 7月2，2025 13 种看起来不起眼的水生哺乳动物 - 7月2，2025 10 种可能通过克隆复活的动物 - 7月2，2025