Voor mensen die geen fan zijn van de winter, lijken dieren die een winterslaap houden het juiste idee te hebben: het staat gelijk aan je hoofd onder de dekens bedelven tot de lente komt, nietwaar? Niet helemaal. Lees verder voor meer informatie over de wetenschap van de winterslaap.
Wat is een winterslaap?
In tegenstelling tot wat je misschien hebt gehoord, “slapen” de soorten die een winterslaap houden niet tijdens de winter.
Winterslaap is een uitgebreide vorm van slaapstand, een toestand waarin de stofwisseling is gedaald tot minder dan vijf procent van normaal. “De meeste fysiologische functies worden extreem vertraagd of staan helemaal stil,” zegt Marina Blanco, een postdoctoraal medewerker van het Duke Lemur Center in Durham, North Carolina, Verenigde Staten, die de dwergmaki’s (Cheirogaleus spp.) van Madagaskar bestudeert – de enige primaten die volgens een regelmatig schema een winterslaap houden. anneer dwergmaki’s een winterslaap houden, verlagen ze bijvoorbeeld hun hartslag van meer dan 300 slagen per minuut tot minder dan zes, aldus Blanco. En in plaats van ongeveer elke seconde te ademen, kunnen ze tot 10 minuten zonder adem te halen. Hun hersenactiviteit “wordt niet meer waarneembaar.”
Dit is heel anders dan slaap, wat een zachte rusttoestand is waarin nog steeds onbewuste functies worden uitgevoerd. Blanco’s onderzoek heeft uitgewezen dat winterslapers regelmatig wakker moeten worden om te kunnen slapen!
Waarom houden dieren een winterslaap? Simpel gezegd: “Een winterslaap is een manier om energie te sparen,” zegt Kelly Drew, een neurofarmacoloog aan de Universiteit van Alaska Fairbanks in de Verenigde Staten. Zij bestudeert de chemische samenstelling van de hersenen van Arctische grondeekhoorns (Spermophilus parryii) in winterslaap.
Hoewel winterslaap meestal wordt gezien als een seizoensgebonden gedrag, is het niet exclusief voor koud-weer-wezens. Er zijn tropische winterslapers die dit doen om koel te blijven in de hitte.
Temperatuur is niet altijd een factor. “Sommige soorten houden een winterslaap als reactie op voedseltekorten,” merkt Drew op. Echidna’s in Australië doen bijvoorbeeld een winterslaap na een brand en wachten tot de voedselvoorraden weer zijn aangevuld om hun normale activiteiten te hervatten.
Recent onderzoek heeft zelfs een derde reden genoemd: bescherming. Als je een winterslaap houdt, “ruik je niet; je maakt geen geluid; je beweegt niet; je bent dus heel moeilijk te detecteren voor roofdieren,” zegt Thomas Ruf, een professor in dierfysiologie aan de Universiteit voor Diergeneeskunde in Wenen, Oostenrijk. Zijn werk heeft aangetoond dat kleine zoogdieren vijf keer zoveel kans hebben om elke maand te sterven wanneer ze actief zijn dan wanneer ze een winterslaap houden.
Wat gebeurt er eigenlijk wanneer dieren een winterslaap houden?
Om hun stofwisseling te vertragen, koelen dieren hun lichaam af met gemiddeld 5 tot 10°C (9 tot 18°F). De Arctische grondeekhoorns waar Drew aan werkt, kunnen nog veel verder gaan en onderkoelen tot onder het vriespunt.
Drew’s onderzoek heeft aangetoond dat afkoeling waarschijnlijk wordt geregeld door het adenosineniveau in de hersenen. Niet alleen neemt de hoeveelheid adenosine bij grondeekhoorns in de winter toe, ook worden de receptoren voor het molecuul er gevoeliger voor.
Maar de soorten blijven niet in hun koude, comateuze toestand gedurende hun rustperiode. Ongeveer 80 procent van hun energie gaat zitten in het met tussenpozen wakker worden en opwarmen.
Waarom ze dit doen is “een van de grootste mysteries” op dit gebied, zegt Ruf. Sommigen denken dat ze hun immuunsysteem weer moeten inschakelen om ziektes te bestrijden, terwijl anderen denken dat ze gewoon wakker worden zodat ze kunnen slapen.
Helaas kunnen deze opwellingen winterslapende soorten tot uitsterven drijven als ons klimaat verandert; wetenschappers hebben ontdekt dat dieren langer actief blijven tijdens opwindingsperioden als de omgevingstemperatuur stijgt, waardoor ze meer energie verbruiken die ze proberen te sparen.
Welke diersoorten houden een winterslaap?
Een vogel en verschillende amfibieën, reptielen en insecten vertonen ook een winterslaapachtige toestand. Er is zelfs minstens één vis – de Antarctische kabeljauw (Dissostichus mawsoni) – die zijn stofwisseling in de winter vertraagt en 1/20 keer minder actief wordt.
En natuurlijk zijn er ook veel zoogdieren. Hoewel beren misschien als eerste in gedachten komen, is het al jaren de vraag of beren echte winterslapers zijn. In tegenstelling tot dieren die zich tijdens hun winterslaap regelmatig verroeren, kunnen beren zo’n 100 dagen zonder wakker te hoeven worden om iets te eten of door te geven, en ze kunnen veel gemakkelijker worden gewekt dan typische winterslapers. Volgens de U.S. National Park Service zijn het superslaapvogels.
De meeste winterslapers van zoogdieren zijn aan de kleinere kant. “De gemiddelde winterslaper weegt slechts 70 gram,” zegt Ruf. Dat komt omdat kleine lichamen een hoge oppervlakte-volumeverhouding hebben, waardoor het voor hen zwaarder is om warm te blijven bij koud weer. Ze hebben de seizoensgebonden energiebesparing dus harder nodig dan grotere dieren.
Welk dier houdt de langste winterslaap?
Het is moeilijker dan je zou denken om een prijs uit te reiken voor de langste duur van de winterslaap. De voor de hand liggende keuze is die van de eetbare slaapmuizen (Glis glis) waar Ruf mee werkt. In het wild kunnen ze meer dan 11 maanden aan een stuk in winterslaap blijven. Om dat voor elkaar te krijgen, moeten ze hun lichaamsgewicht verdubbelen of zelfs verdrievoudigen als ze actief zijn. (Dat is waar ze hun naam aan te danken hebben: De Romeinen beschouwden hun vette, malse lichamen, klaar voor de winterslaap, als een delicatesse.)
In één experiment heeft een grote bruine vleermuis (Eptesicus fuscus) echter 344 dagen in een koelkast overwinterd, wat suggereert dat vleermuizen de titel verdienen (hoewel het dier daar niet voor gekozen heeft en de prestatie niet heeft overleefd).