СПЯЧКА | Энциклопедия Кругосвет
Содержание статьи- Эстивация
- Суточная спячка.
- Млекопитающие и птицы.
- Пресмыкающиеся и другие животные.
- Преимущества и недостатки.
- Регулирующие факторы.
- Подготовка.
- Физиологические изменения.
- Периодические пробуждения.
СПЯЧКА, состояние оцепенения, или «глубокого сна», характеризующееся существенным понижением температуры тела, энергозатрат и интенсивности всех физиологических процессов.
Животных, способных поддерживать температуру тела за счет внутренней теплопродукции, называют эндотермными – в отличие от эктотермных, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды. К эндотермам относятся в первую очередь все теплокровные, т.е. млекопитающие и птицы (теплокровных и холоднокровных животных нередко называют соответственно гомойотермными и пойкилотермными). Впадающих в спячку теплокровных можно определить как гетеротермные эндотермы; гетеротермия означает периодическое изменение температуры, в данном случае – ее падение ниже уровня, соответствующего активному образу жизни.
Спячка может быть сезонной. Наиболее известна зимняя спячка, или гибернация, длящаяся с осени по весну. Однако состояние организма на протяжении всего этого времени не остается неизменным. Эпизоды оцепенения с резким замедлением физиологических процессов и максимальным падением температуры тела чередуются с «отогреваниями», когда внутренняя теплопродукция усиливается, и короткими «передышками» с высокой температурой тела и нормальным энергетическим обменом (нормотермные периоды).
У видов, впадающих в зимнюю спячку, температура тела обычно падает ниже 10° С. Минимальная температура 3° С зафиксирована у длиннохвостых сусликов, хотя у большинства особей этого вида она не опускается ниже 5° С. Интенсивность метаболизма (оцениваемая по потреблению O2 и выделению CO2 в единицу времени) в состоянии оцепенения снижается примерно до 5% от уровня основного обмена и может не достигать даже 1% уровня, свойственного активно ведущей себя особи. Впадающие в зимнюю спячку млекопитающие, как правило, невелики: их масса не превышает 10 кг, а в большинстве случаев составляет от 10 г до 1 кг.
Эстивация
– летняя спячка, связанная с сезонным дефицитом воды. У некоторых сусликов спячка начинается в самое жаркое время года и продолжается всю зиму, так что границу между летней и зимней спячками у них провести трудно. Остается неясным, существуют ли между двумя этими состояниями физиологические различия, если не считать разницу в температуре тела, которая жарким летом, очевидно, будет выше, чем зимой.
Суточная спячка.
Этот тип оцепенения широко распространен не только у млекопитающих, но и у птиц, и может происходить в любое время года. Замедление физиологических процессов при суточной спячке не столь значительно, как при сезонной. Температура тела обычно опускается примерно до 18° С, хотя у некоторых видов падает и ниже 10° С, а интенсивность метаболизма составляет около трети уровня основного обмена. Оцепенение такого рода длится всегда меньше суток. Виды, впадающие в зимнюю спячку, могут переживать такие же короткие эпизоды оцепенения в начале и в конце периода спячки, однако, судя по всему, физиологический механизм здесь иной, чем при суточной спячке, так как интенсивность метаболизма, как правило, снижается гораздо сильнее.
В среднем животные с суточной спячкой мельче тех, у кого она сезонная: масса большинства из них составляет от 5 до 50 г.
Млекопитающие и птицы.
Раньше считалось, что сезонная спячка и оцепенение свойственны лишь небольшому числу млекопитающих и птиц, обитающих в условиях холодного климата. Однако постоянно обнаруживаются все новые гетеротермные виды, причем встречаются они от Арктики до тропиков.
Среди птиц в зимнюю спячку, сходную с наблюдаемой у млекопитающих, впадает американский белогорлый козодой (Phalaenoptilus nuttallii). В периоды оцепенения температура его тела составляет ок. 5° С, но каждые несколько суток на короткое время повышается. Суточная спячка у птиц довольно обычна и у дневных видов происходит ночью; к таким видам относятся, например, голуби, козодои, колибри, стрижи, ласточки, нектарницы и манакины. У многих птиц по ночам наблюдается т.н. «ночная гипотермия», т.е. небольшое (более слабое, чем во время суточной спячки) замедление физиологических процессов и снижение температуры тела.
Последняя в этом случае падает примерно на 5° С, а интенсивность метаболизма бывает чуть ниже уровня основного обмена или даже ему соответствует, что, однако, составляет около половины интенсивности метаболизма отдыхающей днем птицы. Ночная гипотермия отмечена у синиц, вьюрков, воробьев, белоглазок, медососов и многих других мелких пернатых.
Среди млекопитающих сезонная спячка известна у многих видов из всех трех подклассов. Она наблюдается у яйцекладущей (однопроходной) ехидны в Австралии и по крайней мере в двух семействах сумчатых – у австралийских поссумов-пигмеев (Burramyidae) и чилийского опоссума (Dromiciops australis, семейство Microbiotheriidae) в Южной Америке. В подклассе плацентарных сезонная спячка известна у представителей отрядов насекомоядных (ежи), рукокрылых (насекомоядные летучие мыши) и грызунов (сони, сурки, бурундуки, суслики). По-видимому, летняя спячка свойственна некоторым мадагаскарским приматам. То, что принято считать зимней спячкой у крупных хищных (медведей, барсуков), на самом деле представляет собой принципиально иное физиологическое состояние и называется зимним сном или зимней анорексией (потерей аппетита).
Температура тела в этом случае снижается всего на несколько градусов.
Суточная спячка широко распространена и среди небольших зверьков. Она известна в нескольких семействах сумчатых в Австралии (у хищных сумчатых, мелких поссумов) и Южной Америке (у мышевидных опоссумов). Из плацентарных в нее впадают насекомоядные (землеройки), летучие мыши, крыланы, приматы (мышиные лемуры), хищные (скунс, американский барсук), грызуны (белоногие хомячки, песчанки) и прыгунчиковые.
Пресмыкающиеся и другие животные.
Состояние сезонного оцепенения свойственно не только эндотермным млекопитающим и птицам, но и широко распространено среди эктотермных позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся) и беспозвоночных (например, насекомых и улиток). Однако у эктотермов это состояние отличается тем, что животное не способно активно отогреваться за счет внутренней теплопродукции и целиком зависит от внешних источников тепла.
У многих пресмыкающихся и рыб в состоянии сезонного оцепенения (у холоднокровных животных спячкой его называть не принято) не только резко снижается интенсивность обмена веществ; когда возникают гипоксические условия, т.
е. в организме уменьшается содержание кислорода, они переключаются на анаэробный метаболизм. У земноводных в состоянии оцепенения, по-видимому, продолжается газообмен, соответствующий крайне слабому аэробному обмену веществ. Большинство эктотермных позвоночных зимует в местах, где они защищены от промерзания. Однако некоторые сухопутные виды (лягушки, черепахи) способны переживать и полное замораживание, тогда как рыбы могут быть окружены льдом, но сами, по-видимому, при этом не промерзают. У видов, устойчивых к замерзанию, в жизненно важных органах снижается содержание воды и возрастает концентрация глюкозы и других веществ, называемых криопротекторами. Эти соединения препятствуют кристаллизации льда, которая увеличивала бы объем клеток, и тем самым защищают от разрушения их мембранные структуры. Многие беспозвоночные, в частности насекомые и обитатели морской литорали, также могут переживать замерзание.
Беспозвоночным свойственны различные формы оцепенения со значительным снижением интенсивности обмена веществ.
Некоторые брюхоногие моллюски способны при неизменной температуре снизить его на 90% по сравнению с активным состоянием. В отсутствие кислорода скорость метаболических процессов у рачка артемии составляет всего 0,002% от уровня, соответствующего активному состоянию. Зимнее оцепенение у насекомых индуцируется низкой температурой окружающей среды, а летнее является реакцией на дефицит воды и жару. С другой стороны, возникающая на определенной стадии их жизненного цикла диапауза, т.е. период физиологического покоя и временной остановки развития, обычно не связана со специфическими средовыми факторами, а запрограммирована чисто генетически.
Преимущества и недостатки.
Основное преимущество спячки и других рассмотренных состояний покоя состоит в том, что они позволяют существенно снизить энергозатраты. Даже если учитывать периодические пробуждения, млекопитающее во время зимней спячки тратит менее 15% того количества энергии, которая потребовалась бы ему для поддержания зимой нормальной температуры тела.
Масштабы такой экономии, вероятно, лучше всего иллюстрирует тот факт, что многие впавшие в спячку звери в течение 5–7 месяцев существуют исключительно за счет жировых запасов, накопленных перед наступлением неблагоприятного сезона.
К потенциальным недостаткам долгосрочного оцепенения относится возможность гибели от истощения или иссушения организма. Опасность представляет также промерзание при экстремальном похолодании или недостатке энергетических резервов, необходимых для терморегуляции. В период глубокой спячки животные неподвижны, а значит, беззащитны перед хищниками. К отрицательным последствиям сезонной спячки относятся также ослабление иммунитета и атрофия скелетной мускулатуры.
Регулирующие факторы.
Наступление зимней спячки у многих видов определяется сезонным изменением фотопериода, т.е. соотношения светлого и темного времени суток. Сокращение долготы дня индуцирует уменьшение размеров органов размножения у животных и начало их подготовки к гибернации. Однако не всем видам свойствен фотопериодизм.
Например, у многих сусликов наблюдается четкий цирканнуальный (окологодичный) биоритм, определяющий сезон спячки в общем независимо от фотопериода. Для ряда видов, живущих в местообитаниях с непредсказуемыми колебаниями средовых факторов, характерна нерегулярная спячка. Они способны впадать в продолжительное оцепенение в любое время года, когда условия становятся неблагоприятными для активной жизнедеятельности.
Подготовка.
В период подготовки к спячке важной особенностью животных становится накопление жира и/или запасание корма. Одной из форм подготовки служит также усиленное потребление жирных кислот, которые повышают устойчивость организма к длительному оцепенению. Крайне важен выбор подходящего для спячки убежища. Им часто служат норы, пещеры или горные выработки, в которых животное защищено не только от хищников, но и от экстремальных температур. В большинстве зимних убежищ температура всегда хотя бы на несколько градусов выше нуля, даже если снаружи стоят сильные морозы.
У многих видов впадению в сезонную спячку предшествуют короткие эпизоды оцепенения с сохранением относительно высокой температуры тела. Однако такая «разминка» наблюдается далеко не всегда. Тем не менее температура тела и интенсивность метаболизма, по-видимому, достигают минимума только в середине сезона спячки, когда периоды глубокого оцепенения особенно продолжительны.
Физиологические изменения.
Во время оцепенения происходит не только снижение температуры тела и интенсивности метаболизма. Значительно сокращается частота сердечных сокращений – до 5–10 ударов в минуту. Хотя минутный сердечный выброс может уменьшиться на 98%, кровяное давление падает всего на 20–40%, поскольку со снижением температуры увеличивается вязкость крови. Более того, кровоснабжение сердца и т.н.«бурого жира», служащего источником энергии, даже улучшается. Дыхание у многих видов в состоянии спячки не равномерное, а состоит из чередующихся периодов полипноэ (учащенного поверхностного дыхания) и апноэ (отсутствия дыхания), которое может длиться более часа; в результате резко снижается поступление кислорода в организм.
Хотя во время оцепенения температура тела теплокровных животных может колебаться в зависимости от окружающих условий, как у эктотермных видов, терморегуляция у них не прекращается. Существует определенный температурный порог, ниже которого организм остывать не должен.
Периодические пробуждения.
Большая часть энергии во время зимней спячки расходуется на периодические пробуждения. Причины его прерывания понятны не до конца, и по этому поводу существует несколько гипотез. Согласно одной из них, во время оцепенения каким-то образом нарушается физиологический баланс, и нормотермные периоды необходимы для его корректировки. Вероятно, это связано с истощением запасов некоторых питательных веществ (например, глюкозы), которые должны ресинтезироваться, с накоплением вредных соединений, требующих экскреции, или с обезвоживанием организма, т.е. необходимостью увеличить содержание в нем воды. Согласно другим гипотезам, эпизоды оцепенения контролируются биологическими часами, и животные пробуждаются в соответствии с удлиненным циркадианным (околосуточным) ритмом для периодической проверки окружающих условий, или же они вынуждены просыпаться, чтобы сохранить способность к продолжению спячки, поскольку при низкой температуре тела развивается своего рода «сонная задолженность» организма, ликвидируемая в нормотермном состоянии.
Причины периодического выхода из оцепенения неизвестны, но установлено, что находящиеся в нем животные становятся чувствительнее к внешним раздражителям при повышении температуры и к концу периода глубокого оцепенения. Тепло для отогревания может генерироваться за счет мышечной дрожи или усиленного окисления бурого жира. Скорость повышения температуры зависит от массы тела животного: у мелких видов (массой менее 10 г) ее максимум составляет более 1° С/мин, тогда как у крупных (тяжелее 5 кг) не превышает 0,1° С/мин. В то же время максимальная скорость отогревания не сохраняется на протяжении всего процесса пробуждения, который длится у мелких животных обычно менее 1 ч, а у крупных – несколько часов.
Зимняя спячка у людей, массовое вымирание видов и мегаполис, уходящий под землю
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Fairfax Media Archives
В очередной подборке самых интересных, самых важных и самых забавных научных новостей:
- Зимовка в Антарктиде может привести к зимней спячке у человека
- Ученые выяснили, что вызвало самое страшное массовое вымирание видов
- Столица Ирана быстро уходит под землю
- В поисках легендарного замка короля Артура: новая версия
Ученые-полярники научились впадать в спячку
Новые долгосрочные исследования психического состояния полярников, зимующих в Антарктиде, обнаружило существование уникального адаптивного механизма, который активизируется при изоляции человека в экстремальных природных условиях в течение длительного времени.
Это состояние, известное как синдром зимней спячки, не ограничивается только участниками полярных экспедиций.
- Тьма, тошнота и минус 80: как выживают в Антарктиде
- 12 фотографий 2017 года, которые помогли увидеть этот мир иначе
Его признаки наблюдались, например, в ходе симуляции длительного пребывания на Марсе в ходе эксперимента «Марс-500».
«Наши наблюдения могут указывать на существование состояния психологической гибернации», — говорит психолог Натан Смит из Университета Манчестера, который участвовал в исследовании.
«Более ранние исследования дают основания предположить, что это защитный механизм против хронического стресса. Если вы знаете, что находитесь в неблагоприятных условиях, но вскоре они улучшатся, ваша психика подсказывает вам способ сократить нагрузку адаптации ради сохранения энергии», — объясняет он.
Группа ученых, в составе которых был и Натан Смит, изучала психическое состояние двух групп полярников, зимующих на франко-итальянской станции «Конкордия», расположенной на Антарктическом плато на востоке Антарктиды.
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
27 обследуемых полярников зимовали там в течение 10 месяцев, в том числе в темные зимние месяцы. Они замеряли качественные параметры своего сна, заполняя специальные дневники. Их психическое состояние также фиксировались с помощью двух психометрических вопросников.
Ученые обнаружили, что в зимние месяцы — в условиях, когда полярники были вынуждены находиться почти исключительно в помещении, — качество их сна и эмоциональные показатели существенно снижались, но начинали улучшаться с окончанием зимы и потеплением.
Эти изменения не особенно удивили ученых, но вот функционирование механизмов преодоления стресса оказалось во многом неожиданным.
«Самым поразительным результатом исследования было открытие, что в зимние месяцы происходит ослабление всех наблюдаемых стратегий преодоления стресса», — пишут ученые в своей статье, опубликованной в журнале Frontiers in Psychology.
Ученые рассчитывали увидеть ослабление активных форм поведения в зимний период (например, способностей решать задачи) за счет усиления пассивных форм (например, отрицание и депрессия).
В реальности все происходило иначе. В зимние месяцы ослаблялись и активные, и пассивные формы преодоления стресса, что приводило к общему снижению эмоциональной составляющей и растущему безразличию.
По мнению исследователей, это подтверждается эмпирическими сведениями о симптомах так называемой зимней спячки, которые включают рассеянность, туман в мыслях, дефицит внимания и ухудшение контроля над внешней ситуацией.
Массовое вымирание животных может повториться
Автор фото, Getty Images
Около 252 миллионов лет назад на Земле произошла природная катастрофа, в результате которой погибла почти вся органическая жизнь на планете.
В течение нескольких десятков тысяч лет исчезли до 70% наземных позвоночных и 96% всех морских видов (включая трилобитов, которые до того уже пережили два массовых вымирания).
Ученые давно догадывались, что причиной Массового пермского вымирания стали резкие изменения климата. Они были вызваны, скорее всего, длительными извержениями вулканов в Сибири, которые выбросили в атмосферу колоссальные объемы углекислого газа и пепла.
Это привело к тому, что в течение миллиона лет Земля была окутана непроницаемым для солнечных лучей облаком, озоновый слой в атмосфере почти исчез, на планете постоянно шли кислотные дожди, температура воздуха на планете выросла.
- Стоим ли мы на пороге масштабного вымирания живой природы?
- «Вот так они и вымерли». Почему панде трудно найти себе партнера
- В Каталонии найдены следы древней рептилии
Теперь при помощи компьютерного моделирования ученым удалось объяснить причины исчезновения множества морских видов: рост температур привел к ускорению обмена веществ у обитателей мирового океана, что вызвало более интенсивное потребление ими кислорода, одновременно содействуя снижению содержания кислорода в морской воде.
В результате морские организмы просто задохнулись.
Нечто подобное происходит у нас на глазах в наши дни, но только гораздо быстрее, чем в пермский период. Великое вымирание назревало 700 тысяч лет, когда появились первые признаки изменения климата.
«Впервые нам удалось создать непротиворечивую модель процессов, которые вызвали Пермское вымирание, и эта модель подтверждается данными палеонтологии, — говорит океанограф Джастин Пенн из университета штата Вашингтон. — Это позволяет нам делать теперь прогнозы о причинах вымирания видов в будущем».
Группа исследователей создала компьютерную модель процессов, которые происходили на Земле в период Массового пермского вымирания. До начала активного вулканизма в Сибири температура и содержание кислорода в атмосфере были примерно на современном уровне, и это дало им точку отсчета.
Затем авторы исследования смоделировали рост содержания парниковых газов в атмосфере в результате извержений, что привело к увеличению температуры поверхностных слоев воды в океане примерно на 11 градусов.
Это, в свою очередь, вызвало падение уровня содержания кислорода в морской воде на 76%.
Наиболее уязвимыми оказались создания, которые особенно чувствительны к уровню кислорода. Большая часть таких видов обитает в высоких северных и южных широтах.
Это объясняется тем, что морские виды, обитающие в экваториальных водах, способны мигрировать в более высокие широты, где среда обитания может напоминать первоначальную. Однако животные, изначально живущие в высоких широтах, оказываются на пороге вымирания.
Повышение температуры поверхностных слоев океана на 11 градусов заняло несколько тысяч лет. И в этом заключается основной урок этого важнейшего события за всю историю земной биосферы.
С 1880 года средняя температура земной атмосферы выросла на 0,8 градуса, а две трети этого роста пришлись на период с 1975 года. Разогрев мирового океана продолжается быстрыми темпами.
«Если ничего не изменится, к 2100 году разогрев поверхностных вод приблизится к 20% от уровня пермской катастрофы, а к 2300 году составит 35-50%, — говорит Джастин Пенн.
— Наше исследование продемонстрировало возможность повторение массового вымирания видов под воздействием климатических изменений, вызванных антропогенными факторами».
Тегеран уходит под землю
Автор фото, Getty Images
Тегеран — столица Ирана с населением в 15 млн человек — быстро опускается ниже того уровня земной поверхности, на котором он был первоначально построен.
Речь идет о самом населенном городе в западной Азии. По новым данным, город опускается примерно на 25 см ежегодно в результате осадочных явлений.
Используя спутниковые наблюдения, группа ученых из немецкого Центра геонаучных исследований в Потсдаме проанализировала масштабы проседания земли в районе Тегерана в период с 2003 по 2017 годы.
Оседание почв в различных районах иранской столицы происходит с разной скоростью. Например, в районе Тегеранского международного аэропорта она составляет 5 см в год.
«Основной причиной этого явления стали резкий рост численности населения и темпов промышленного развития, что привело к возросшему потреблению воды из подпочвенных водоемов в низменной местности, окружающей Тегеран, — говорится в статье ученых.
— Это участило провалы земли, повреждения зданий и оползни в столичном районе».
Ученые предупреждают, что власти могут еще предотвратить дальнейший ущерб, грозящий объектам инфраструктуры, радикально изменив стратегию водопользования.
Профессор литературы уверен, что нашел замок короля Артура
Автор фото, Getty Images
Вышедший на пенсию профессор литературы полагает, что ему удалось обнаружить местонахождение легендарного замка Камелот, в котором около 1400 лет назад мог обитать не менее легендарный король Артур.
Ученые и энтузиасты до сих пор спорят, существовал ли король Артур в реальности. До сих пор нет никаких археологических свидетельств существования этого литературного персонажа.
Но британский профессор средневековой литературы Питер Фильд написал целую книгу, в которой он отстаивает свою идею о том, что замок Камелот стоял на месте древнего римского форта под названием Камулодунум — на территории нынешней деревни Слэк в западном Йоркшире, на севере Англии.
«Это произошло случайно. Я рассматривал старые карты, и внезапно все сложилось в стройную картину», — рассказывает профессор Филд, который преподавал в Бангорском университета с 1964 по 2004 годы.
Филд считает, что в 500 году нашей эры в этих местах кельтские племена сдерживали натиск англосаксов, которые вторглись на Британские острова с севера.
По его мнению, на месте нынешней деревни Слэк не было ничего, кроме старых римских развалин, но условия рельефа здесь позволяли быстро направлять отряды на перехват захватчиков к тому или иному побережью.
Название римского форта, как считает профессор, могло легко преобразиться в Камелот, где собирались рыцари Круглого стола.
Первые упоминания о короле Артуре встречаются в поэтических легендах, записанных во Франции в 1180 году.
В августе 2016 года группа британских археологов обнаружила массивные каменные и земляные стены в другом месте, которое может оказаться связанным с легендой о короле Артуре.
Речь идет о деревне Тинтагель на юго-западе Корнуолла. По мнению ученых, это могут быть остатки дворца, в котором родился будущий король.
Объяснение режима гибернации | AMNH
Холодным зимним утром нет большего удовольствия, чем нажать кнопку будильника и натянуть одеяло, чтобы снова заснуть. С воем ветра и лужами слякоти, которые становятся все глубже, может показаться, что нет никакой причины вставать с постели.
Однако для некоторых видов поздний сон — очень поздний — является ключом к их выживанию. Животные, включая медведей, летучих мышей, змей и даже лягушек, каждый год отключаются на несколько месяцев, проводя неблагоприятные сезоны в состоянии, называемом гибернацией.
Бурые медведи, подобные этому, являются одними из самых известных в мире зимующих медведей.
Creative Commons/Ю.
Кришнаппа
Гибернация на самом деле гораздо более глубокий «сон», чем восемь часов Homo sapiens должны получать каждую ночь. Входящие в спячку животные делают больше, чем просто дремлют — они экономят энергию, когда условия окружающей среды самые суровые.
Маленькие коричневые летучие мыши, живущие в холодном климате, впадают в спячку, а те, что живут в тепле, активны круглый год.
Creative Commons/USFWS/А.Фрошауэр
Каждое животное впадает в спячку по-своему. Но есть несколько факторов, общих для всех гибернаторов.
Во-первых, во время спячки дыхание замедляется до мурашек. Как и частота сердечных сокращений, которая может упасть до одного или двух ударов в минуту.
Многие рептилии, такие как эта западная наземная подвязочная змея, впадают в спячку, когда температура падает.
Creative Commons/USFWS/J. Беттасо
Помимо этих основ, однако, у разных видов есть множество способов заставить зимнюю спячку работать на них, от жаться друг к другу, чтобы согреться, до выживания в замороженном состоянии в глыбе льда.
В ближайшие несколько недель мы познакомим животных со всего древа жизни с их привычками впадать в спячку и поговорим с учеными, изучающими их, о том, почему сон в помещении так хорошо работает для многих видов.
Версия этой истории впервые появилась в зимнем выпуске журнала Rotunda , журнала Member за 2017 год.
Что, почему, где и как впадает в спячку — Служба охраны дикой природы Varment Guard
Спячка — увлекательное и странное природное явление. Как и самое захватывающее и странное явление, о нем знают все, и мало кто знает о нем очень много. Вы, наверное, знаете, что зимняя спячка — это что-то вроде очень глубокого сна, в который впадают животные зимой. Вы, вероятно, не знаете, что это гораздо больше, чем это. Как и все, что связано с дикой природой, спящий режим — это нечто большее, чем вы думаете. Также важнее знать кое-что о гибернации, чем вы думаете. Знаете ли вы, например, что все виды обычных домашних вредителей впадают в спячку? Или что они могут впасть в спячку в вашем доме или рядом с ним, если вы им позволите? Вот ответы на любые вопросы, которые у вас есть о спящем режиме, включая те, которые вы, возможно, и не подумали задать!
Что такое спящий режим?
У некоторых животных есть способность значительно замедлять свой метаболизм и целенаправленно входить в состояние, похожее на кому, называемое гибернацией.
Во время спячки животные потребляют гораздо меньше энергии. Это позволяет им выживать без еды и питья в течение длительного периода времени. Во время этого состояния животное остается полностью неподвижным и кажется спящим или коматозным.
Животные обычно впадают в спячку зимой, когда им не хватает еды или воды, чтобы выжить. Спячка может продолжаться неделями или даже месяцами, в зависимости от того, сколько энергии животное накопило до зимней спячки. Тело животного продолжает функционировать в замедленном состоянии, питаясь запасами жира, которые животное накопило перед зимней спячкой.
Как работает спящий режим?
Во время спячки метаболизм спящего животного, частота сердечных сокращений и частота дыхания замедляются. Температура тела животного также значительно падает — иногда ниже точки замерзания! — поэтому животное не будет потреблять энергию для обогрева. При этом спящее животное становится совершенно неподвижным, впадая в коматозное состояние.
Во время спячки организму животного не нужно почти столько же энергии, чтобы остаться в живых. Организм получает все питательные вещества, необходимые для поддержания себя, сжигая накопленный жир животного. Тело также сжигает жир, чтобы согреть животное, когда его температура становится слишком низкой, что предотвращает замерзание.
Хотя гибернация и напоминает сон, на самом деле это совершенно другой процесс. Сон — это в основном изменение паттернов мозговых волн, а гибернация — это, прежде всего, физиологическое изменение. На самом деле, паттерны мозговых волн животных в спячке очень похожи на паттерны их бодрствующего мозга. Некоторым животным даже нужно периодически «просыпаться» от спячки, чтобы заснуть! Животные не производят отходов во время спячки (вы знаете, вам было интересно), потому что ничего не проходит через их пищеварительный тракт. Некоторые животные, такие как медведи, фактически расщепляют отходы на аминокислоты и перерабатывают их для получения питательных веществ во время спячки.
Какие животные впадают в спячку?
Как правило, впадающие в спячку животные не могут получить доступ к ресурсам, необходимым им для выживания зимой. Только теплокровные животные могут по-настоящему впадать в спячку, потому что хладнокровные не могут регулировать температуру своего тела. Медведи, суслики, сурки и сурки каждую зиму впадают в спячку, чтобы сохранить энергию. Большинство впадающих в спячку животных имеют тенденцию быть маленькими, так как они подвергаются большему риску замерзнуть (медведи — довольно очевидное исключение).
Не все млекопитающие впадают в спячку. На самом деле, большинство из них даже не способны пройти процесс гибернации. Эти млекопитающие могут впадать во временное оцепенение или просто оставаться активными в течение всего года. Опоссумы, койоты, еноты и кроты никогда не теряют активности. Другие обычные животные, такие как скунсы, колибри, летучие мыши, впадают в оцепенение, но не в полную спячку. Они будут бездействовать в течение нескольких дней или недель, а затем возобновят нормальную деятельность, чтобы пополнить свою энергию.
Как животные готовятся к спячке?
В процессе эволюции животные, впадающие в спячку, научились очень хорошо чувствовать сезонные изменения. В тот момент, когда они чувствуют приближение осени, эти млекопитающие начинают готовиться к зимней спячке. Чтобы успешно зимовать, животным необходимо как можно больше наедаться. Поедая больше, чем обычно, животное накапливает дополнительные слои жира. Во время спячки тело животного будет питаться этим жиром, чтобы поддерживать себя в живых. Дополнительный жир также помогает животному сохранять тепло, когда оно неподвижно.
Еда — не единственный способ, которым животные должны подготовиться к зимней спячке. Животные совершенно уязвимы, когда они впадают в спячку. Им нужно найти убежище, где они будут в безопасности, пока они неподвижны, если они хотят выжить. Некоторые животные устраивают норы специально для зимней спячки, называемые «гибернакулами».