Categories
Окружающая среда

Все, что вам нужно знать о спячке

Спячка относится к состоянию пониженной метаболической активности организма, которое связано с пониженной температурой тела, и некоторые виды животных предполагают гибернацию как способ адаптации к неблагоприятным и суровым зимним условиям. Спячка обычно используется для обозначения всех форм зимнего покоя, наблюдаемых у позвоночных животных. К животным, которые проявляют зимнюю спячку, относятся различные виды рыб, рептилий и земноводных, чья температура тела достигает почти точки замерзания зимой. Сюда также входят медведи и некоторые млекопитающие, которые зарываются в логово зимой. Однако медведи не испытывают чрезмерного понижения температуры тела, и их легко разбудить во время зимней спячки. Иногда медведи не считаются настоящими зимующими животными. Истинные зимующие животные проводят большую часть зимы в состоянии, близком к смерти, и иногда они кажутся мертвыми. Температура их тела падает почти до 32 градусов по Фаренгейту, а дыхание падает до нескольких вдохов каждую минуту. Их сердцебиение также замедляется до практически незаметного уровня. На этой стадии, когда животному предоставляется умеренное тепло, оно постепенно пробуждается, и может потребоваться до часа или более, чтобы достичь состояния полной тревоги.

Истинные Спящие

Истинные спячки среди млекопитающих встречаются в отрядах рукокрылых (летучих мышей), родентиях (например, сурках и сусликах), насекомоядных (союзниках и ежах). Обычно зимующие спячки полагаются на запасы жира в организме, запасы продуктов питания, как в случае с грызунами и берлогами, которые защищены, чтобы выжить в течение зимы. Температура тела зимующих животных иногда повышалась через несколько недель, и они просыпались, двигались, питались и возвращались в состояние оцепенения. В других регионах, таких как пустыни, животные предотвращают экстремальную летнюю засуху благодаря процессу усвоения, который во многом похож на зимнюю спячку

Спячка – это механизм энергосбережения

Спячка, наряду с эстимуляцией, представляет собой механизм, используемый различными организмами для предотвращения стресса в результате экстремальных температур, отсутствия пищи, уменьшения светового периода и недостатка воды. В результате они служат механизмами энергосбережения. Даже самые короткие периоды оцепенения могут сохранить значительное количество энергии. Этот эффективный механизм сохранения энергии лучше всего иллюстрирует колибри, которая является самой маленькой птицей с циркадным оцепенением по сравнению с самым маленьким млекопитающим, землеройкой, которая всегда остается активной в течение 24 часов. Скорость метаболизма зависит от потребления кислорода, и в среде с температурой около 75 ° F в день колибри в состоянии покоя, но в состоянии бодрствования потребляет около 14 мл кислорода на грамм каждый час. Скорость снижается в сумерках до уровня сна и, наконец, резко падает до уровня торпидности, составляющего примерно 0,8 мл кислорода на грамм каждый час. На рассвете колибри пробуждается к другому периоду активности. Колибри имеют одни из самых высоких уровней метаболизма, а также самый высокий диапазон метаболизма среди всех позвоночных. С другой стороны, землеройка потребляет почти столько же кислорода, сколько колибри в течение дня. Однако ночью это увеличивает потребление еще выше.

Вход в спящий режим

Млекопитающие, находящиеся в спящем режиме, можно разделить на четыре группы в зависимости от способа входа в спящий режим. Первая группа представлена ​​золотым хомяком. Эта группа ждет на холоде от одного до трех месяцев, прежде чем перейти в спящий режим после одного значительного снижения температуры. Это достигается с помощью механизма физиологических и биохимических препаратов, которые достигают достаточных уровней, чтобы сделать животное восприимчивым к стимуляции гибернации и заставить животное отказаться от различий в температуре тела и температуре окружающей среды. Карманная мышь представляет вторую группу, и они гораздо быстрее готовятся к зимней спячке. Они становятся вялыми после ожидания только в течение нескольких дней после единственного существенного снижения температуры.

Третья группа насчитывает большинство зимующих млекопитающих, а сурки и суслики представляют группу. Эта группа вступает в спящий режим после ожидания в течение нескольких дней, и они проходят серию оцепенения и возбуждения, причем каждый последующий шаг имеет более низкую температуру тела, чем предыдущий, пока не достигнет стадии гибернации. В четвертую группу входит большинство летучих мышей, и температура их тела соответствует температуре окружающей среды. Летучие мыши не только демонстрируют характеристики настоящих зимующих спячек в течение зимы, но в оставшуюся часть года они демонстрируют гипотермию, которая не связана с зимней спячкой.

Частота сердечных сокращений и кровообращение

Изменения потребления кислорода, частоты сердечных сокращений и дыхания влияют на температуру тела зимующих животных. Часть центральной нервной системы опосредует эти изменения. Частота сердечных сокращений замедляется до падения температуры тела. Например, частота сердечных сокращений у сурка может упасть до 68 с 153 ударов в минуту в течение 30 минут. Сердцебиение калифорнийской суслики может резко замедлиться до одного сердцебиения в минуту при температуре 41 ° F. С другой стороны, у млекопитающих, не впадающих в спячку, при температуре от 50 до 70 ° F их сердца мгновенно перестают биться.

Нейронные Изменения

Спящие животные имеют специальные приспособления как к центральной нервной системе, так и к периферической нервной системе, которые воспринимают изменения в окружающей среде, когда животное становится вялым. Например, когда арктический суслик зимует, электрическая активность мозга снижается на 90%, когда температура мозга составляет около 43 ° F. За это время наблюдается повышенная чувствительность к определенным раздражителям как центральной, так и периферической нервной системы. Кроме того, части мозга, отвечающие за регулирование температуры, сердца (сердца) и дыхания, всегда активны при температурах, ниже которых нервная система млекопитающих перестает функционировать.

Деятельность эндокринной системы

Было установлено, что гибернация не может происходить без надпочечников, и кажется, что некоторая минимальная активность надпочечников имеет решающее значение для гибернации, а также выживания. Тестостерон, который является мужским половым гормоном, отвечает за стимулирование репродуктивной активности. Если в золотого хомяка впрыснуть более 5 мг гормонального препарата, он не впадет в спячку. Точно так же животные не впадают в спячку, если им кормят или вводят стимуляторы щитовидной железы или гормоны щитовидной железы. Существует сезонная разница в активности щитовидной железы у зимующих животных, с максимальной активностью в течение весны и минимальной активностью в течение осени.

Защита от болезней и радиации

Все спящие имеют некоторую степень защиты от инфекционных заболеваний, которые можно отнести к трем различным факторам, связанным с температурой. Низкая температура тела вместе с медленным метаболическим процессом предотвращает рост и размножение агентов, вызывающих заболевания. Точно так же низкие температуры более вредны для болезнетворных организмов, чем для хозяина. Например, у летучих мышей, зимующих при температуре 41 ° F, были обнаружены только личинки червей в кишечнике и зрелые черви у летучих мышей, которые содержались при температуре 95 ° F. Кроме того, низкая температура влияет на химический состав тканей хозяина, который, как считается, влияет на организмы, вызывающие заболевания. Радиация также, по-видимому, не влияет на зимующих животных. Например, когда суслик подвергался воздействию радиоактивного кобальта во время спячки, было обнаружено, что он более устойчив к воздействию радиации по сравнению с воздействием, когда они активны и не спят.

Пробуждение после зимней спячки

После зимней спячки арктический суслик просыпается всего за три часа. Во время процесса пробуждения происходит быстрое увеличение сердцебиения, резкое снижение периферического кровообращения и быстрое нагревание областей вокруг сердца и головы по сравнению с задними частями животного. Разница вазодилатации в передней области животного является критической и уникальным способом пробуждения от зимней спячки. Активное кровообращение, сосредоточенное в этой области, приводит к повышению артериального давления, а также к быстрому и эффективному потеплению. Если вводить лекарство, которое вызывает расширение сосудов во всем организме, будет резкое снижение артериального давления, даже если сердце почти удваивает свой темп. Сердце не сможет поддерживать высокое кровяное давление, если все кровеносные сосуды в организме расширены. Однако во время процесса возбуждения после прогрева передней части тела задняя часть тела быстро прогревается.

Животные, которые зимуют дольше всех

По данным National Geographic, животное с самым длительным зимующим периодом – съедобный сонь (Глис Глис), Животное может оставаться в состоянии покоя в зимней спячке в течение 11 месяцев в их дикой среде обитания. Чтобы достичь этого навыка, съедобные сони обычно должны удвоить свой вес или даже утроить, когда они активны. Еще один эксперимент обнаружил, что большая коричневая летучая мышь (Eptesicus fuscus)в спячке в общей сложности 344 дня в холодильнике. Хотя большая коричневая летучая мышь могла легко стать самой длинной зимующей спячкой из всех животных, летучая мышь не решила впасть в естественную спячку, и ей не удалось пережить испытание. В естественной среде большие коричневые летучие мыши начинают зимовать в ноябре и часто просыпаются на время, чтобы искать воду и находить более теплое укрытие. Наконец, они выходят из зимней спячки.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *