Войти
Северная летучая мышь в спячке в Норвегии 
Летучие мыши в спячке в серебряной шахте Спящий режим - это состояние минимальная активность и метаболическая депрессия в эндотерм. Гибернация - это сезонная гетеротермия, характеризующаяся низкой температурой тела, медленным дыханием и частотой сердечных сокращений, а также низкой скоростью метаболизма. Чаще всего это происходит в зиму месяцев.
Хотя этот термин традиционно используется для «глубоких» спящих, таких как грызуны, термин был переопределен, чтобы включить в него животных, таких как медведи, и теперь он применяется на основе активного метаболического подавления. а не абсолютное снижение температуры тела. Многие эксперты считают, что процессы ежедневного торпора и гибернации образуют континуум и используют схожие механизмы. Эквивалент в течение летних месяцев: праздников.
Функция гибернации для экономии энергии, когда недостаточно еды. Для достижения этой экономии энергии эндотермическое животное снижает скорость метаболизма и, следовательно, температуру тела. Спячка может длиться дни, недели или месяцы - в зависимости от вида, температуры окружающей среды, времени года и состояния организма человека. Перед тем, как впасть в спячку, животным необходимо накопить достаточно энергии, чтобы продержаться в течение всего периода спячки, возможно, на всю зиму. Более крупные виды становятся гиперфагами, потребляя большое количество пищи и накапливая энергию в жировых отложениях. У многих мелких видов кэширование пищи заменяет поедание и ожирение.
Некоторые виды млекопитающих впадают в спячку, вынашивая ребенка, рождаются либо во время спячки матери, либо вскоре после этого. Например, самки белых медведей впадают в спячку в холодные зимние месяцы, чтобы родить потомство. Беременные матери значительно увеличивают массу тела перед спячкой, и это увеличение в дальнейшем отражается на весе потомства. Накопление жира позволяет им обеспечивать своим новорожденным достаточно теплую и питательную среду. Во время гибернации они впоследствии теряют 15–27% своего веса до гибернации за счет использования накопленных жиров для получения энергии.
Эктотермные животные также проходят периоды подавления обмена веществ и покоя, что во многих случаях беспозвоночных называют диапаузой. Некоторые исследователи и представители общественности используют термин brumate для описания зимнего покоя рептилий, но более общий термин «гибернация» считается адекватным для обозначения любого зимнего покоя. Многие насекомые, такие как оса Polistes exclamans, демонстрируют периоды покоя, которые часто называют гибернацией, несмотря на их экзотермию. Ботаники могут использовать термин «гибернация семян» для обозначения к форме покоя семян.
Есть множество определений терминов, которые описывают спячку у млекопитающих, и разные ветви млекопитающих впадают в спячку по-разному. В следующих подразделах обсуждаются термины обязательная и факультативная гибернация. В последних двух разделах упоминаются особые приматы, ни один из которых до недавнего времени не впадал в спячку, и медведи, чье зимнее оцепенение в конце 20-го века было оспорено как «не настоящая спячка», поскольку оно не похоже на спячку, наблюдаемую у животных. грызуны.
Обязательная гибернация - это животные, которые спонтанно и ежегодно впадают в спячку независимо от температуры окружающей среды и доступа к пище. Обязанные спящие животные включают многие виды сусликов, других грызунов, мышиных лемуров, европейских ежей и других насекомоядных, одинарные и сумчатые. Эти виды претерпевают то, что традиционно называется «спячкой»: физиологическое состояние, при котором температура тела падает почти до температуры окружающей среды, а частота сердечных сокращений и дыхания резко замедляется.
Типичный зимний сезон для заключенных в спячку характеризуется периодами оцепенения, прерываемых периодическими эвтермическими возбуждениями, во время которых температура тела и частота сердечных сокращений восстанавливаются до более типичных уровней. Причина и цель этих возбуждений до сих пор не ясны; Вопрос о том, почему гибернаторы могут периодически возвращаться к нормальной температуре тела, мучил исследователей на протяжении десятилетий, и, хотя до сих пор нет четкого объяснения, существует несколько гипотез по этой теме. Одна из наиболее распространенных гипотез заключается в том, что у спящих людей накапливается «недосыпание » во время спячки, и поэтому они должны время от времени согреваться перед сном. Это подтверждается данными по арктическому суслику. Другие теории постулируют, что короткие периоды высокой температуры тела во время спячки позволяют животному восстанавливать доступные источники энергии или инициировать иммунный ответ.
Спящие арктические суслики могут иметь температуру брюшной полости до -2,9 ° C ( 26,8 ° F), поддерживая отрицательную температуру брюшной полости более трех недель за раз, хотя температура в области головы и шеи остается на уровне 0 ° C (32 ° F) или выше.
Факультативные спящие люди впадают в спячку только тогда, когда испытывают холодный стресс, лишены пищи или и то, и другое, в отличие от облигатных спящих, которые впадают в спячку на основании сезонных временных сигналов, а не в качестве реакции на стрессоры из окружающей среды.
Хороший пример различий между этими двумя типами гибернации можно увидеть на примере луговых собачек :
В то время как гибернация уже давно изучается у грызунов (а именно суслики ) нет примат или тропическое млекопитающее, как известно, впадали в спячку до тех пор, пока не была обнаружена гибернация у карликового лемура с толстым хвостом Мадагаскара, который зимует в дуплах деревьев семь месяцев в году. Малагасийские зимние температуры иногда поднимаются до более чем 30 ° C (86 ° F), поэтому спячка не является исключительно адаптацией к низким температурам окружающей среды..
Спячка этого лемура сильно зависит от теплового режима его норы в дереве: если норка плохо изолирована, температура тела лемура колеблется в широких пределах, пассивно следуя температуре окружающей среды; при хорошей изоляции температура тела остается довольно постоянной, и животное подвергается регулярным периодам возбуждения. Даусманн обнаружил, что гибернация животных не обязательно связана с низкой температурой тела.
Черный медведь мать и детеныши «лопаются» Исторически возник вопрос, действительно ли медведи действительно впадают в спячку, поскольку они испытывают лишь умеренное снижение температуры тела (3–5 ° C) по сравнению с гораздо более значительным снижением (часто 32 ° C и более), наблюдаемым у других спящих животных. Многие исследователи считали, что их глубокий сон несопоставим с настоящей глубокой спячкой, но исследования 2011 года опровергли эту теорию на содержащихся в неволе черных медведях, а также в исследовании 2016 года на бурых медведях.
Спящие медведи способны перерабатывать их белки и моча, что позволяет им на несколько месяцев прекратить мочеиспускание и избежать атрофии мышц. Они остаются гидратированными за счет метаболического жира, который вырабатывается в достаточном количестве, чтобы удовлетворить потребности медведя в воде. Они также не едят и не пьют во время спячки и живут за счет своих жировых отложений. Несмотря на длительное бездействие и недостаток пищи, считается, что спящие медведи сохраняют свою костную массу и не страдают остеопорозом. Они также увеличивают доступность некоторых незаменимых аминокислот в мышцах, а также регулируют транскрипцию набора генов, ограничивающих мышечное истощение. В исследовании, проведенном Дж. Эдгаром Фолком, Джилл М. Хант и Мэри А. Фолк, они сравнили ЭКГ типичных гибернаторов с 3 разными видами медведей в отношении сезона, активности и периода покоя и обнаружили, что сокращенный интервал релаксации (QT) малых гибернаторов было одинаковым для трех видов медведей. Они также обнаружили, что интервал QT меняется как у типичных зимовавших, так и у медведей с лета на зиму. Это исследование 1977 года было одним из первых доказательств того, что медведи спят.
В исследовании 2016 года, проведенном ветеринаром по дикой природе и доцентом Университета прикладных наук Внутренней Норвегии, Алина Л. Эванс исследовала 14 бурых медведей. за три зимы. Их движения, частота сердечных сокращений (ЧСС), вариабельность сердечного ритма (ВСР), температура тела (Tb), физическая активность, температура окружающей среды (ТА) и высота снежного покрова были измерены для определения факторов начала и конца спячки медведей. Это исследование построило первую хронологию как экологических, так и физиологических событий от начала до конца гибернации в поле. Это исследование показало, что медведи заходят в их логово, когда приходит снег, и TA упадет до 0 ° C, но даже за несколько недель до того, как они войдут в логово, Activity, HR и Tb начали медленно падать. Их ВСР резко упала однажды в их берлоге, что косвенно предполагает, что подавление метаболизма связано с гибернацией медведей. Ближе к концу спячки и за два месяца до возбуждения у медведя повышается Tb, не связанное с ВСР, а скорее управляемое ТА. ВСР увеличивается только за три недели до возбуждения, и медведи покидают свое логово только после того, как температура на улице опустится ниже критической. Эти данные свидетельствуют о том, что медведи обладают термоконформацией, а спячка медведя обусловлена сигналами окружающей среды, но возбуждение вызвано физиологическими сигналами.
Древние люди считали, что ласточки впадают в спячку, и орнитолог Гилберт Уайт задокументировал анекдотические свидетельства в своей книге 1789 года The Natural History of Selborne, которые указывают на то, что вера все еще существовала в его время. Теперь понятно, что подавляющее большинство видов птиц обычно не впадают в спячку, а вместо этого используют оцепенение. Одним из известных исключений является обыкновенная бедняжка (Phalaenoptilus nuttallii), для которой гибернация впервые была задокументирована Эдмундом Джагером.
, потому что они не могут активно снижать свою температура тела или скорость обмена веществ, экзотермические животные (включая рыб, рептилий и земноводных) не могут впадать в спячку. У них может наблюдаться снижение скорости метаболизма, связанное с более холодной окружающей средой или низкой доступностью кислорода (гипоксия ), и они могут проявлять покой (известный как брумация). Когда-то считалось, что гигантские акулы поселились на дне Северного моря и впали в спячку, но исследование Дэвида Симса в 2003 году развеяло эту гипотезу, показав, что акулы путешествовали на большие расстояния. сезоны, отслеживая районы с наибольшим количеством планктона. Эполетные акулы были задокументированы как способные выжить в течение трех часов без кислорода и при температуре до 26 ° C (79 ° F) как средство выживания в своей береговой среде обитания, где уровни воды и кислорода меняются с приливом. К другим животным, способным выжить в течение длительного периода времени при отсутствии или очень небольшом количестве кислорода, относятся золотая рыбка, красноухий ползунок, древесная лягушка и гуси с головой.. Способность выживать в условиях гипоксии или аноксии не имеет тесной связи с гибернацией при эндотерме.
Триггер индукции гибернации (HIT) в некоторой степени неправильное название. Хотя исследования 1990-х годов намекали на способность вызывать оцепенение у животных путем инъекции крови, взятой у спящего животного, дальнейшие исследования не смогли воспроизвести это явление. Несмотря на неспособность вызвать оцепенение, в крови гибернаторов есть вещества, которые могут защитить органы от возможной трансплантации. Исследователи смогли продлить жизнь изолированного свиного сердца с помощью HIT. Это может иметь потенциально важные последствия для трансплантации органов, поскольку может позволить органам выжить до 18 часов вне человеческого тела. Это было бы большим улучшением по сравнению с нынешними 6 часами.
Предполагаемый HIT представляет собой смесь, полученную из сыворотки крови, включающую по меньшей мере одно опиоидное -подобное вещество. ДАДЛ - опиоид, который в некоторых экспериментах показал аналогичные функциональные свойства.
Исследователи изучили, как вызвать гибернацию у людей. Способность впадать в спячку может быть полезна по ряду причин, таких как спасение жизней тяжелобольных или раненых путем временного перевода их в состояние спячки до тех пор, пока не будет проведено лечение. Что касается космических путешествий, спячка человека также рассматривается, например, миссии на Марс.
| title =() | Найдите гибернацию в Wiktionary, бесплатный словарь. |
 | Викискладе есть материалы, связанные с гибернацией. |
