从温血动物松鼠和懦弱的戴菊鸟，到沉睡的黑熊、迟钝的龟、冻僵的虫和青蛙，动物王国进化出了各种在冬天里生存的技巧。有些动物发明了防冻剂，有些动物必须时常活动以保持体温。通过仔细的观察和深情的描述，《冬日的世界(动物的生存智慧)》作者贝恩德·海因里希向我们揭示了寒冷严酷的冬天下所隐藏的神秘与困惑。

寒冬严重影响着构成所有生命的最基本的要素——水，所以动物在生理和行为上必须彻底改变才能应对环境的巨变。有些动物通过产生抗冻剂来生存，有些动物则必须保持持续的运动才能维持高体温。即使动物可以避免被冻死，它们仍然要在一切都很匮乏的冬日时节设法找到食物，或者从资源充裕的时期就开始贮藏食物。

从温血飞鼠和小型戴菊到沉睡的黑熊，从休眠的龟到冰冻的昆虫和蛙，动物王国依赖着让人难以置信的进化创新才能在冬天生存。与通过改变环境来适应条件限制的人类不同，大多数动物对于不同环境的适应能力之强．令人惊叹。在《冬日的世界(动物的生存智慧)》中，生物学家、插画家和获奖作家贝恩德·海因里希探索了冬日的树林，对似乎永无穷尽的动物们的创造力充满兴趣，字里行间充满了他对大自然的无尽痴迷。

致谢

按语

导言

第一章 火与冰

第二章 雪和雪下世界

第三章 冬末的漫步

第四章 追踪一只鼬

第五章 巢和穴

第六章 飞鼠聚会

第七章 冬眠的松鼠(温暖人梦

第八章 戴菊的羽毛

第九章 戴菊的冬季燃料

第十章 冬眠的鸟类

第十一章 在冰下休眠的龟

第十二章 冰封水下的水生啮齿动物

第十三章 冰上的冻蛙

第十四章 昆虫：从多样性到局限

第十五章 冬季的小鼠

第十六章 (有或无抗冻剂的)超冷(酷)的暂住访客

第十七章 关于蝙蝠和蝴蝶以及冷藏

第十八章 相聚迎冬日

第十九章 冬日鸟群

第二十章 保存浆果

第二十一章 冬日之熊

第二十二章 储存食物

第二十三章 蜜蜂的冬季赌局

第二十四章 冬日之芽

第二十五章 戴菊的秘诀

第一章 火与冰

微观生命是在约35亿年前，前寒武纪时期进化出来的，那是生命最早且最长的重要时期，覆盖了大约90％的地质时间。没人知道当微观生命开始时地球确切的样子，但我们确实知道曾几何时地球是个酷热的、如地狱般的地方，且大气中缺乏氧气。早期的微生物，很可能是蓝细菌或类似细菌的生物，发明了光合作用，将日光作为一种能量来源。它们从空气中吸人食物——二氧化碳，同时产生废弃物——氧气，进一步改造了大气，继而改造了气候。它们发展出DNA以储存信息，发明了性，为自然选择提供差异，从此进化开始了，它是一个永无止境且在很大程度上难以预测的进程。

分子指纹分析显示，现今地球上的每种生命形式都源自同一个类似细菌的祖先。那个祖先最终分化出了三支主要现存的生命分支：古细菌、细菌和真核生物(由含有细胞核的细胞组成的生物，包括藻类、植物、真菌和动物)。

第一批古代生物，即在地球大气出现氧前的那些并不利用氧的生物的余党，在今天可能仍然改变不大地活着。很多人认为它们就是现今只生活在少数仍保留了古代的、对我们而言如地狱般环境的消耗硫的细菌。这些栖息地包括温泉和深海热泉喷发口，那里的水温在300℃(水仍保持液态而未变成蒸气，因为在3600米左右的深度它经受着巨大的压力)，由海床向上喷涌。其中一个生活在热水喷发口边缘的物种是延胡索酸火叶菌(Pyrolobus fumarii)，除非加热到至少90℃，否则它不能生长，它能忍受113℃的高温。当地球逐渐冷却，新的环境出现，新的单细胞和后来的多细胞生物从这些或类似的物种中进化出来，入侵日新月异且更凉快的环境。

过了很久之后，一些细胞通过入侵其他细胞也逃离了它们祖先生活的环境，发现新环境有利于生存，便开始适应那里。这种一开始是寄生的生物最终进化出了与它们的寄主合作或共生的关系。也许在这些最终互利的结合中，最改变命运的一桩就是前寒武纪的蓝细菌成功进入其他细胞且最终变成了叶绿体，而它们的寄主变成了绿色植物。

多细胞生物和我们今天所看见的奇妙多元的生命，具有获取太阳能的能力之后或同时，发生了另一个关键的细胞侵入过程，即寄生转变成共生。有了来自植物的氧气，就有了能量和耗氧菌，而当它们中的一。些入侵其他细胞时，它们就变成了线粒体，而它们的寄主变成了动物。线粒体是细胞能量或动力使用的源头，拥有了线粒体同时又获得了氧气，这就大大加快了能量消耗的速度。它使多细胞动物的进化成为可能。关于利用线粒体驱动的高能耗生活方式的终极表述之一，当然就是像戴菊那样在北方冬季保持着对我们而言几乎无法想象的高度且持续活力的动物。

由线粒体产生的代谢火焰可以被扇得更高，只要有足够的氧气存在，或者它们也能被降得很低。生命是利用火焰的过程，更重要的是控制火焰的过程。它产生热，而热经常与生命同义。

对我们而言，温度是用冷热的标尺衡量的一种感觉。物理学上，它是分子运动。我们能用温度计测量它，因为一个物体的分子运动越大，分子间距越大。我们以水银(或其他液体)在圆柱的标尺上爬升的位置来测量这种分子间距。像这样的分子运动并不是生命，而是生命的前提。

另一方面，热是进入和离开系统时会改变温度的能量。一些物体必须吸收更多的能量(比如，从太阳那里)，然后它们的分子才开始运动，并提高温度。卡路里是能量单位，1卡路里被定义为将1克水提升1℃所需的能量。加热如石头这样的物质所需的能量要比加热水所需的能量要少得多。同样地，能量也不是生命，而是它的前提，生命对能量的需要永不满足。因此，真正神奇的是在冬季生命得以延续甚至繁荣，但那时阳光很微弱。

温度没有上限。在太阳系内，太阳表面温度约为6000℃；中心温度比表面温度约高出3000倍，即18 000 000％。另一方面，宇宙的低温极限是有限的。这是所有分子运动停止及热能含量为零的那点。那个温度排除了活着的可能，但是从我将讨论的对冬日世界的适应上看，它并不一定会毁灭生命。生命，起码在理论上，可以在宇宙最低温度时保持暂停。

摄氏温标是这样定义的：水分子结束晶体结构变成液体时为0℃，液态水在海平面沸腾时为100℃，在0℃到100％之间，水的热能含量被平分成100个单位。物质的零能量含量，或宇宙中的最低温度极限，在开氏温标上被定义为OK，它对应的是-273．15℃或-459．7°F。因为据我们所知，生命是以水为基础的，我们中的大部分人熟知，活跃的细胞生命被局限在水的凝固点和沸点，(它们会随压强和溶质的变化而变化)之间狭窄的温度区间里，在这段区间里控制能量利用率是可能的。我们人体大部分由水组成，当我们细胞里的水凝结，也就是变成冰，它就会切碎细胞膜并杀死我们。

P1-3

当我还是缅因州西部的一个十几岁的孩子时，我读杰克·伦敦(Jack London)的书，那些书描述着一个在北方冰冻的树林里坚毅的人们和当地耐寒的动物的世界。想象着那样一个世界，我踏着雪地靴去森林里探险，如果正值暴风雪反而更好。在森林深处我要在雪地上挖一个浅坑，用从附近的白桦树上刨下来的如纸的树皮和红云杉树上断裂的干树枝，生一堆噼啪作响的火。火花的光辉直喇灰暗的天空，刺鼻的烟在飘落的雪花间袅袅上升，野兔或是野猪肉正插在棍上在火焰里烤着，这一切都让冬季变得更浪漫。让自己暖和起来，我会想到杰克·伦敦的《生火》(To Build a Fire)，那是一个关于在北方的荒野中热是如何意味着生命的故事。对于故事中那个初来冰冻的育空地区的不幸之人来说，活命的关键在于保持干燥和有一根火柴，但因为粗心，他的脚湿了，他的火和生命也被熄灭了。

那个初来者的麻烦，杰克·伦敦写道，就是“他没有想象力。他对于有生命的东西敏锐而警觉，但只是对生命本身，而非它们的意义。-50°F意味着大约80°F的霜冻，对他来说只是精确的一50°F。他从来没有想过，那还包含了更多的意义”。初来者了解抽象的东西，霜冻和数字。但他还不知道它们意味着什么。这也不是没有来由的，因为我们适应的是热带环境，而且房屋和衣服使我们周围常年保持着这种环境。我们中的大多数在水结成冰的温度32°F(或0℃)时就已经感到不舒服。那对于-50°F，我们又了解多少呢？我们没有经历那样的温度，所以我们很难想象动物是怎样生存的：等到冬天来临，我们中的大多数人早已置身于一个人造的热带环境了。

在痴迷于杰克·伦敦的青春期里，我可能偶尔也经历过寒冷．但那不足以抓住我的注意力。我把注意力都放在如何使我每次冬季的树林外出都变成一次探险。我记得我曾和学校的两个好友半夜从床上溜出去，在银白色的月光下滑雪穿过缅因州西部马丁溪附近的松树林和铁杉林。在我们脑海里，我们是在育空河的道森小径上，在那里我们．必须更坚强。毕竟，在世界的边缘，什么事都有可能发生。在我们的想象中，我们能清楚听见哈士奇的呼吸声，以及听起来有点像狼嚎的远处农场的狗吠声。就像杰克·伦敦说的，北方的亮光在从天际垂下的青紫色的天幕上闪烁，为我们的幻想带来些许现实的成分。附近的一只横斑林鹗在昏暗的雪松沼泽处叫了一声，雪鞋野兔们在一片寂静中交叉往返于香脂冷杉灌木丛，鹿儿在山岭上奔走。我们对于这些生物的其他许多世界浑然不知，也很少会想这些动物是如何在低至-50℃的极端温度下生存的。和那个初来者在他的第一个冬天里一样，我没有想象力，因为我没有经历。

每个物种经历世界的方式不尽相同，许多物种有迥异于我们的能力。它们会向我们展示无法想象的神奇。因此，我们对各种动物越有同情心，我们就能懂得越多。比如，没有人会主动去收集一种特定的、从树里流出来的、与水根本无法区别的液体，然后让其蒸发来制造糖。但是纽约州的原住民易洛魁人说，枫糖浆是由一个小男孩发现的，他注意到松鼠会在树的伤口处舔水分蒸发了的枫树汁。他发现了松鼠的冬季食物。出于好奇，这个男孩自己也尝了点树汁。发现它是甜的，于是他开启了部落对于一个新资源的利用。同样，在用精密的电子设备监听来进行观察之前，没有人能想到蝙蝠用它们的耳朵看世界，象海豹会潜入1．6千米深的水中并待上一个小时，飞蛾能闻到1．6千米外的配偶，以及鸟类能不停歇地飞越大洋。

一个早期的理论[来自19世纪的德国生物学家伯格曼(Carl Bergmann)]是有关冬日的世界的，现在已被奉为伯格曼法则，即北方动物比它们在南方的同属动物体型大，这可以使它们更好地保存来之不易的体热。于是，世界上最大的雀形目鸟类(最常见且物种最多的一群鸟类)——渡鸦(Corvus corax)—是北方鸟类，而这一物种最大的个体生活在缅因州到阿拉斯加州之间的地区也就不足为奇了。但就像大多数法则一样，伯格曼法则只在其他条件完全一样的情况下适用。而实际情况却从来不是这样；世界上最小的雀形目鸟类和渡鸦生活在同一片北方区域，即使是在冬天，它的体重也只有一只较大的渡鸦的1／325。渡鸦的北方伙伴，金冠戴菊(Regulus satrapa)，体重只有5克——与1枚2便士硬币一样重。它仅比红喉北蜂鸟或倭鼩睛大一点，但是它似乎在北方冬季的树林里茁壮成长着。我小时候在缅因州冬季树林的短途旅行中见过这些小乌一我现在也能看到它们，每当寒夜后的早晨我踏向室外听见它们的问候声时。仍赞叹不已。我们在寒冷中的脆弱把这些小生物的生存映衬得更加不可思议。

奥尔森(Sigund F．Olson)在《来自北国乡村的思考》(Reflections from the North Country)中写道：“如果我了解了生长在远北地区凸出岩石上那金黄色的北极罂粟的全部奥秘，我将获悉进化和上帝创世的整个故事。”他也可以用戴菊替换罂粟。戴菊是有着火红、黄色或橙色羽冠的灰黄色的鸟。兴奋时，戴菊能突然从橄榄绿的头羽中亮起明艳的羽冠。它们是生活在北半球最常见的但又是最神秘的森林鸟类之一。当我看到一只戴菊跳跃着穿过一棵被厚雪盖住的浓密多枝的云杉树时，我经常想象自己是它，很好奇它是如何经历世界的。戴菊的胸围就跟一个核桃的大小差不多，体内的产热效率超过人类的几百倍。世界突然变得更冷了，在北方冬天被冻死的命运变得几乎每夜都有可能发生。然而，只有通过观察无数其他同样生活在冬日的世界里的动物们的适应能力时，有关戴菊如何能生存下来的疑惑和奇迹才能被理解或欣赏。正是戴菊特殊的应对方法成就了它们如何在零下气温中的生存之谜。如威尔逊(Edward O．Wilson)[在《生命的未来》(The Future of Life)中]所说，每一个物种都-开启了“通往天堂之门”，那是“希望的源泉”。我同意：如果戴菊能够做到，那任何事情都有可能发生。

只有在我了解一只金冠戴菊是如何以及为何在缅因或阿拉斯加的冬天生存的，我才能明白冬季生存的故事。和其他北方的动物一样，它的生命是在冰冷的天气和匮乏的资源下腹背受敌。对于那些忍耐到春天的动物来说，生存已被精简到了最基本的程度。戴菊因而更独树一帜，因为它不仅仅是冬天，也是所有不利条件下适应性的象征。动物们为了应对冬日的世界进化出来了惊人和巧妙的策略，而这种鸟正是典型。对于我即将探索的冬日的世界，它极具代表性，因为其极小的体型和被假定以昆虫为主的饮食，而那时昆虫都藏起来冬眠了，这些加在一起便是个未解之谜。对我而言，是戴菊带领我一步一步地走进了北方树林里的冬日的世界，促成了这本书，也鞭策着我继续找寻那些不可思议的奇迹。

结合敏锐的科学视角和诗人的灵魂，海因里希用动物在最寒冷季节中那新颖、别致、时而出人意料的生存之道迷住了我们。

——《纽约时报书评》

(New York Times Book Review)

在洞悉动物如何应对冬季的过程中，进化设计的巧思处处得以展示……故事绝对引人入胜——这种吸引力来自于对进化机制的阐释，对大量实例的描述和对动物世界那几乎无法抑制的敬畏与崇拜之情。

——《柯克斯书评》(Kirkus Reviews)

对海因里希的自然作品，评论家和颁奖者早已好评如潮，但对于那些还不熟悉．这位缅因州伐木工的作品的人而言，他的新书《冬日的世界——动物的生存智慧》是一张完美的名片。

——《明尼亚波里星坛报》(Minneapolis Star Tribune)

这就像是在和斯奈德(Gary Snyder)一起穿雪地靴徒步，在穿越森林时有人指认出一只金冠戴菊，并解释这么小的一只鸟是如何抗衡了渺茫生机和物理定律。这证明神话也可以成真。

——《户外》杂志(Outside)

任何穿过保暖内衣和雪地靴的人都会被海因里希所揭示的一些神奇机制所征服，鸟类、哺乳动物、爬行动物和昆虫便是靠着这些才度过了寒冷的季节……海因里希对动物们如何过冬进行了清晰的科学解释。

——《匹兹堡邮报》(Pittsburgh Post-Gazette)