Животные

Почему животные впадают в спячку?

Почему животные впадают в спячку?

Все животные без исключения предпочитают активному бодрствованию покой, ночной или дневной. Особенно они любят впадать в состояние оцепенения или каталепсию. В странах с климатом холодным и умеренным привычное времяпрепровождение животных – полугодовая зимняя спячка.

Почему животные впадают в спячку?

Спячка – это наследственная реакция живых организмов на перепады температур, сформировавшаяся миллионы лет назад. Пережить эти перепады было можно, лишь научившись регулировать свою собственную температуру при наступлении холодов или жары. От умения переспать тяжелое время зависела жизнь животного.

Так природа позаботилась о своих созданиях – это умение им пригодится, если климат на Земле снова изменится.

Спячка характеризуется замедлением жизненных процессов и обмена веществ у животных в периоды, когда пища малодоступна, а значит невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма.

Подготовка к спячке.

Готовясь к длительному сну, животные накапливают запасы питательных веществ, их вес за счет жира может увеличиться на 40%, а также запасают корм. Питание в подготовительный период богато жирными кислотами, повышающими иммунитет и устойчивость к длительному оцепенению.

Грызуны располагаются на зимовку семьями или в одиночку. Норы, которые они прорывают, могут тянуться внутрь на три и более метра. В них устраиваются склады зерен, орехов и семечек для поддержания жизненных сил.

Укрытие (дупло, гнездо, пещера, нора) подбирается с учетом безопасности, защищенности от хищников, и микроклимата: температура убежища должна быть немного выше нуля, даже при сильных морозах снаружи.

Животные по способу поддержания температуры тела подразделяются на:

Эндотермных, сохраняющих за счет внутренних ресурсов теплорегуляцию. К ним относятся все теплокровные организмы: млекопитающие, птицы.

Эктотермных, их температура зависит от окружающей среды. Относятся к ним холоднокровные организмы (пресмыкающиеся, земноводные, рыбы).

Виды спячек по длительности:

Суточные (у летучих мышей и колибри).

Этот вид глубокого сна может происходить в любом сезоне, как у млекопитающих, так и у птиц. Физиологические процессы менее замедлены, чем при сезонной спячке. Температура тела опускается обычно до 18°С, в редких случаях — ниже 10°С, обмен веществ снижается на треть.

Сезонные — зимние (гибернация) или летние (эстивация).

Зимняя (гибернация) спячка не является однородным состоянием и прерывается на короткие периоды «отогревания» организма: температура тела ненадолго повышается и усиливается энергообмен. Температура организма обычно понижается до 10°С и ниже. У длиннохвостых сусликов она опускается до 3°С. Обмен веществ составляет 5%, а иногда замедляется до 1% от нормального состояния.

Нерегулярные, у белок и енотовидных собак, при наступлении неблагоприятных условий внезапно.

Зимняя спячка.

Зима – для многих животных нелегкое испытание. Перелетные птицы, чтобы попасть в теплые края, преодолевают огромные расстояния. Звери, которые не могут покинуть места с холодным климатом, приспосабливаются к смене времени года по-своему: они погружаются в сноподобное состояние.

При понижении температуры окружающей среды до пяти градусов тепла по Цельсию, спать укладываются жуки и бабочки, жабы и лягушки, ящерицы и змеи, медведи и ежи. Инфузории, амебы и водоросли, собираясь в большой шар, укутываются в предохранительную оболочку. Зарываются в ил караси и карпы. Летучие мыши дремлют в пещерах по шесть месяцев, повиснув вниз головой.

Летняя спячка.

Летняя спячка или диапауза (временная остановка развития, состояние физиологического покоя) обеспечивает выживание организмам в засушливые периоды года. Рыбы спят, укутавшись в ил на дне высохших водоемов. Черепахи и грызуны, лишенные корма, засыпают до зимы, когда от зноя высыхают болота и растения.

Некоторым обитателям тропиков также свойственно засыпать на длительный период: африканские ежи спят около трех месяцев, а насекомоядные Мадагаскара — около четырех.

Рекорд спячки побивают грызуны. Девять месяцев подряд спит суслик-песчаник. Впадая в конце июля в летнюю спячку, животное переходит в зимнюю, не просыпаясь.

Периодические пробуждения. Некоторые животные время от времени выходят из состояния сна. Ученые точно не знают цель и причину такого поведения. Пробуждение может длиться от нескольких минут у мелких организмов до нескольких часов у крупных.

В спячку впадает такое множество живых организмов, что перечислить всех очень сложно. Советский зоолог Н.И. Калабухов утверждал, что животных, находящихся зимой в состоянии оцепенения гораздо больше, чем бодрствующих.

Физиология спячки.

Температура тела. Спящие животные теплее окружающего воздуха всего на доли градуса. Температура тела сони-полчка понижается с 38 градусов до 3,7 (в десять раз!). У некоторых видов она может понизиться до нуля и даже до минус пяти градусов по Цельсию.

Рыба даллия, редкая теплокровная среди рыб, засыпает, когда насквозь промерзают водоемы Чукотки. Если вмерзшую в кусок льда даллию положить в теплую воду, то, как только растает лед, рыба оживет. Благодаря уникальной глицериноподобной пропитке, в тканях даллии не образуются кристаллики льда, могущие разорвать мембраны клеток.

Гипотермическое состояние у всех прочих управляемо. Регуляторы мозга во главе с неутомимым гипоталамусом (отделом головного мозга, отвечающим за постоянство внутренней среды организма) вовремя включают жировой подогрев, чтобы температура тела не упала ниже критического уровня.

Обмен веществ во время спячки снижается у животных до 10-15% от нормы.

Дыхание у спящих млекопитающих снижается в 40 раз. У многих видов оно чередуется: учащенное поверхностное сменяется апноэ (отсутствием дыхания), длящимся больше часа, что вызывает кислородное голодание.

Газовый обмен – уменьшается в 10 раз. Еж, свернувшись в клубочек, делает еле уловимый вдох всего один раз в минуту.

Мозговая деятельность сохраняется только в гиппокампе, отделе соседнем с гипоталамусом.

Сердце замедляет частоту сокращений в минуту до 5-10 ударов, у ежа оно бьется даже при нулевой температуре тела. Это удивительно, ведь у животных, которые не впадают в спячку, сердце останавливается при 15-градусной температуре тела.

Кровяное давление снижается незначительно, от 20% до 40, так как вязкость крови из-за понижения температуры увеличивается. Благодаря повышенной вязкости крови сердце лучше снабжается «бурым жиром», источником энергии.

Гормональная система перестраивается перед спячкой на новый ритм: животное накапливает жир, ферменты, витамины, особенно витамин Е, тормозящий обмен веществ. Летом животные жиреют, наращивая к осени вес в три раза, а весной просыпаются худющие и ослабленные.

Интересен факт:

зимняя спячка бурого медведя, белки и луговой собачки не настоящая – они впадают в состояние поверхностного оцепенения. У них немного замедляется обмен веществ, температура тела, пульс и дыхание соответствуют уровню, типичному для нормального сна. Большинство из них прячутся в своих укрытиях и поддерживают существование за счет запасов пищи и жировых запасов, собранных ими на этот случай.Сознание у медведя во время спячки не отключается, его легко разбудить.

Плюсы и минусы спячки.

К безусловным плюсам относится снижение энергозатрат животного: оно расходует всего 15% той энергии, которая понадобилась бы ему для поддержания нормальной температуры организма зимой при бодрствовании. В течение 4-7 месяцев они могут существовать за счет накопленных запасов жира и других питательных элементов.

Недостатки: возможность погибнуть от иссушения или истощения, развитие атрофии мускулатуры скелета, снижение иммунитета, при экстремально низких температурах не исключено промерзание, беззащитность перед хищниками.

Исследования учеными механизмов спячки животных имеют практическую цель: формула химических веществ, погружающих животных в длительный анабиоз, позволит проводить хирургические операции, охлаждая тело человека до необходимой температуры.

Источники: А.Борбели «Тайна сна», «Три трети жизни» А.М. Вейн, http://ru.wikipedia.org, Энциклопедия Кольера (Открытое общество. 2000).

1 комментарий

Оставить комментарий