生物的一種相對靜止狀態。伴有代謝活動的明顯降低。常見的包括微生物孢子的休眠;植物種子、其地下部分或整個植株的越冬休眠;昆蟲的滯育,以及高等脊椎動物的冬眠和夏眠,但不包括動物的日週期的生理睡眠。休眠在多數情況下是季節性的,許多動物借越冬休眠以避嚴寒,在低緯乾旱區動物借夏眠度過酷暑。但某些壽命長的生物有以年為週期的休眠。季節性的氣候變化既影響生物的生理活動,又影響生物的食源,因此在長期進化過程中生物各自發展出不同的適應方式,借休眠以抗禦不利條件便是其中的一種。。季節性的休眠常受機體的內在節律控制,外界條件的變化隻起促發作用。為增加體內的能量儲備,高等生物入眠前常需較長的準備階段。日照長短最能反映季節的變化。冬日到來之前,日照逐漸減短,這促使生物為冬眠作準備。在環境變化無常的情況下,休眠常無明顯的周期規律性,而是隨環境的變化而發生,對壽命短暫的低等生物尤其如此。此外,休眠期還可能是生物生活史的一部分,例如17年蟬以幼蟲和蛹的形式在地下休眠17年後發育為成蟲。處於休眠期的微生物孢子、植物種子以及寄生蟲包囊,是這些生物借以擴散的重要方式。

  植物的休眠 不同緯度帶植物的休眠習性不同。熱帶、亞熱帶的木本植物不能忍耐零下的低溫,在零下低溫情況下會受凍害而死亡;也不能長期處於0~9℃的低溫條件中,在這個溫度范圍也會發生傷害(寒害)。所以,許多中國南方的觀賞植物,如米蘭、白蘭等在北方不能露地越冬。生長在北方的樹木對當地環境已經適應,增加瞭抗寒力,落葉休眠是這些植物抗寒的一種具體表現。寒帶與溫帶的喬木和灌木,其落葉休眠受日照和溫度控制,當日照時數逐日減短時,氣溫也隨之下降,此時葉內合成的生長抑制因子輸送到芽與莖枝,促使其休眠。在葉柄基部也開始形成離層,逐漸切斷水分與養料的供應,於是葉片枯黃脫落,植株進入越冬休眠。若在此時剪取枝條插入水中,置於溫室內,枝條仍保持原狀而不萌發新葉,該現象稱自然休眠,是由內在的生物節律決定的。據研究,這是通過脫落酸的抑制作用而實現的。在自然低溫中經過一個月以上的植物枝條,置於溫室中仍然萌發新葉,這是因為脫落酸含量已減少,而促進生長的吲哚乙酸等物質含量增加。但此時若置於室外,則因寒冷而不能萌發,這稱為強迫休眠。熱帶、亞熱帶的喬木和灌木一般為常綠樹,在年生長周期中沒有明顯的休眠期,隻是在幹旱或低溫時期暫時停止生長,一旦溫度水分條件適宜即能萌發新梢。正因為橡膠樹在冬季沒有休眠期,其新枝葉常被強大寒流造成的低溫凍壞。

  兩年生植物多以塊莖、鱗莖與塊根等器官越冬,它們的休眠期也各不相同。例如,馬鈴薯塊莖一般有1~2個月的休眠期。在此期間不萌發,若作種用便需用赤黴素浸泡催芽。但馬鈴薯塊莖自然解除休眠後,在室溫條件下就會抽芽,從而消耗貯藏的養分,影響食用品質。如欲保存,可用射線或激素控制其生長。

  種子的休眠 許多植物(特別是一年生野草)的種子成熟後不能即時萌發,即使溫度、濕度、氧氣等條件都滿足也是如此,這稱為休眠種子。導致休眠的原因有許多,其中包括種皮的限制。種子萌發,首先要吸收水分,使胚細胞原生質由休眠時的凝膠狀態變成溶膠,從而使各種生理生化反應加快。各種細胞器的功能也活躍起來,產生代謝能量並合成蛋白質等物質。這些過程還要求一定的溫度和氧氣供應。若種皮限制水分的透過(如薺菜、車軸草的種子)則種子即使浸在水中也不萌發。椴樹、萱草、西葫蘆的種子都有不透氧的種皮,要去掉之後才能萌發。漆樹與烏桕的種子外部有一層蠟質,限制水分和氣體的透過,也必須破除種皮才可促進其萌發。在自然界中,外界的種種理化因子會分解削弱種皮組織,增加其通透性。這包括冬季的凍結和融溶過程,以及種子被動物吞服後經受的消化作用等。

  另一些種子則因抑制物質的作用而持續休眠。許多薔薇科植物如蘋果、桃、山李等的種子,雖然胚已分化完善,但還需要在5℃左右的濕沙中貯存1~2個月才能萌芽。在自然生態環境中,落葉喬木的果實成熟後落到地上被落葉覆蓋,經過冬季低溫後才萌發,這樣來春幼苗便能在適宜的環境中生長。對於許多秋實春發的野草這點尤為重要,可以此保證群體的生長優勢。這類種子的休眠原因主要是抑制物質的作用,其中以脫落酸為主。它的存在抑制胚的生理活動與能量代謝,使之難以分化生長。在濕沙低溫貯藏中,抑制物減少,促進生長的物質(如吲哚乙酸、赤黴素、細胞分裂素)增多,於是休眠結束,胚能長大。

  動物的休眠 由於水域中條件比較穩定,因此水生動物缺乏典型的休眠現象。但肺魚可在旱季池沼幹涸時鉆入泥中休眠,以待雨季來臨。上陸後的兩棲類以及常年陸棲的爬行類都有冬眠現象。在恒溫動物中,鳥類以遷徙方式躲避冬寒。冬眠現象在哺乳類中較為發達,食蟲、翼手、嚙齒3個目中都有冬眠。嚴格說來,“冬眠”一詞僅指恒溫動物的越冬休眠,它是一種主動過程。雖然動物在冬眠期間體溫與環境溫度相近,一如變溫動物,但遇到適宜刺激或按自身節律達到覺醒期時,其體溫即可在短期內上升,恢復通常體溫。

  冬眠有深淺之別。熊在冬眠中體溫仍保持34℃,雖在冬季數月內不進食,呼吸頻率降為每分鐘2~3次,但遇有外警便能奮起逃避。分佈在歐亞大陸北部的金花鼠也屬此類。這種淺冬眠可稱冬睡。極地松鼠的冬眠是真正的冬眠。在冬眠穴中,其體溫可降至與氣溫相近,呈完全麻痹狀態,但心臟仍跳動,在5℃時每分鐘僅跳動一次。冬眠的動物也消耗體內儲存的養料。冬眠的鼠類在穴中儲備有食物,每次覺醒時都要進食。哺乳動物進入冬眠前有個過渡階段,其長短因種類而異。典型的方式是要經多次昏睡和覺醒,每經一次昏睡,降溫加深一次,直至進入冬眠。例如極地松鼠的冬眠,並非一眠至春,而是3周左右覺醒一次。動物在冬眠期中,呼吸次數、心跳頻率、呼吸耗氧量均大為減少。休眠的刺蝟,心跳可減少到一小時隻有一次,血壓接近於零。因其血液中的凝血酶原活性降低,血液不會在低流速中凝固。但血液中水分減少,紅細胞數目增加一倍,以提高供氧能力。休眠動物生理機能的改變主要受神經中樞控制。在休眠期所有內分泌腺均停止活動,各種代謝水平普遍降低。但至覺醒時,各器官的生理活動按一定順序迅速恢復正常,這個過程要消耗大量能量。經過整個冬眠期後,冬眠動物的體重可減輕40%左右。

  昆蟲的休眠 昆蟲的休眠與高等動物有所不同,除一般的休眠外,另有一種昆蟲特有的滯育現象。一般休眠以外界因素為主導,在外界條件不利於生長時開始休眠,有利時則恢復生長。外界因素以溫度最重要,在溫帶和寒帶地區,昆蟲多行冬季休眠。在冬季來臨之前,進入隱蔽處休眠越冬,例如黏蟲、甜菜夜蛾、東亞飛蝗等。它們在冬眠期間若遇適宜生長的光、溫、食物等條件,便可結束休眠。所以冬季氣候冷暖變化幅度大時害蟲易被消滅。另有一些昆蟲(如地老虎),在幹燥炎熱的夏季休眠,這種現象稱為夏眠(夏蟄)。有夏眠習性的昆蟲多分佈於中國長江以南地區。滯育是昆蟲發育的一個環節,常由內在生物節律所決定,環境因素可起促發作用。但有時外界氣候的異常變化也可造成滯育。不論起因如何,滯育過程必須經歷一定時間或經特定因素的刺激方可完成。滯育期的長度因蟲種而異。每年滯育的蟲種,滯育長度在2個月以上。例如大地老虎,每年一代,以成熟幼蟲滯育度夏,10月初開始化蛹,再羽化成蟲。多年滯育蟲種,滯育長度在2年以上,如蟬的幼蟲期,長度可達17年之久。日照長度的改變是常見的促發因子,玉米螟、棉鈴蟲、瓢蟲等,當每天日照長度短於12小時即開始進入滯育狀態。這類昆蟲稱為短日照滯育型(又可稱為長日照發育型)。又如地老虎、小麥吸漿蟲等,在長日照中滯育,而在短日照中生長,則為長日照滯育型(或短日照發育型)。據研究,昆蟲的滯育受神經內分泌系統調節,這種生理狀態可以經一定時間後自動消失,也可用激素或光、溫刺激加速其消失。在休眠或滯育期中,蟲體的生理活動減弱,呼吸耗氧少,體細胞內自由水減少,所以抵抗力增加,有利於生存。見冬眠。