Dla ludzi, którzy nie są fanami zimy, zwierzęta, które hibernują, wydają się mieć właściwy pomysł: To odpowiednik chowania głowy pod kołdrę aż do nadejścia wiosny – czyż nie? Nie do końca. Przeczytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej na temat nauki o hibernacji.
Co to jest hibernacja?
Wbrew temu, co być może słyszałeś, gatunki, które hibernują, nie „śpią” w czasie zimy.
Hibernacja jest przedłużoną formą letargu, stanu, w którym metabolizm jest obniżony do mniej niż pięciu procent normy. „Większość funkcji fizjologicznych jest bardzo spowolniona lub całkowicie zatrzymana” – mówi Marina Blanco, doktorantka w Duke Lemur Center w Durham, w Karolinie Północnej, w Stanach Zjednoczonych, która bada lemury karłowate (Cheirogaleus spp.) z Madagaskaru – jedyne naczelne, które hibernują zgodnie z regularnym harmonogramem.
Na przykład, gdy lemury karłowate hibernacji, zmniejszyć ich tętno z ponad 300 uderzeń na minutę do mniej niż sześć, Blanco mówi. I zamiast oddychać co sekundę, mogą one przejść do 10 minut bez brania oddechu. Ich aktywność mózgu „staje się niewykrywalna.”
To bardzo różni się od snu, który jest delikatny stan spoczynku, gdzie nieświadome funkcje są nadal wykonywane. W rzeczywistości, badania Blanco wykazały, że hibernatorzy muszą przechodzić okresowe przebudzenia, aby mogli złapać trochę snu!
Dlaczego zwierzęta hibernują?
W uproszczeniu: „Hibernacja jest sposobem na oszczędzanie energii” – mówi Kelly Drew, neurofarmakolog z Uniwersytetu Alaski Fairbanks w Stanach Zjednoczonych. Bada chemię mózgu hibernujących arktycznych wiewiórek ziemnych (Spermophilus parryii).
Jakkolwiek hibernacja jest najczęściej postrzegana jako zachowanie sezonowe, nie jest wyłączną cechą zwierząt zimnolubnych. Istnieją tropikalne hibernatory, które mogą to zrobić, aby zachować chłód w upale.
Temperatura nie zawsze jest czynnikiem. „Niektóre gatunki hibernują w odpowiedzi na niedobory pokarmu” – zauważa Drew. Na przykład, echidny w Australii hibernują po pożarach, czekając aż zasoby żywności odbiją się, aby wznowić normalną działalność.
Nowe badania sugerują nawet trzeci powód: ochronę. Kiedy hibernujesz, „nie czujesz zapachu, nie wydajesz żadnych dźwięków, nie wykonujesz żadnych ruchów, więc jesteś bardzo trudny do wykrycia dla drapieżnika” – mówi Thomas Ruf, profesor fizjologii zwierząt na Uniwersytecie Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu, Austria. Jego praca wykazała, że małe ssaki są pięć razy bardziej narażone na śmierć w każdym miesiącu, kiedy są aktywne, niż kiedy hibernują. Co się właściwie dzieje, kiedy zwierzęta hibernują? Aby spowolnić metabolizm, zwierzęta ochładzają swoje ciała średnio o 5° do 10°C (9° do 18°F). Arktyczne wiewiórki naziemne, nad którymi pracuje Drew, mogą posunąć się znacznie dalej, superchłodząc się do temperatury poniżej zera.
Badania Drew wykazały, że chłodzenie jest prawdopodobnie regulowane przez poziom adenozyny w mózgu. Nie tylko adenozyna wzrasta w zimie u wiewiórek ziemnych, ale receptory dla tej cząsteczki stają się na nią bardziej wrażliwe.
Ale gatunki nie pozostają w zimnym, śpiącym stanie przez cały okres ich uśpienia. Około 80 procent ich energii spędza się z przerwami budząc się i rozgrzewając.
Dlaczego to robią jest „jedną z największych tajemnic” w tej dziedzinie, mówi Ruf. Niektórzy uważają, że muszą włączyć z powrotem na ich systemów odpornościowych do walki z chorobą, podczas gdy inni uważają, że mogą po prostu obudzić się tak, że mogą spać.
Niestety, te przebudzenia mogą doprowadzić hibernujące gatunki do wyginięcia wraz ze zmianami klimatu; naukowcy odkryli, że zwierzęta pozostają aktywne dłużej podczas okresów przebudzenia, gdy temperatura otoczenia wzrasta, wyczerpując więcej energii, którą próbują zachować.
Jakie zwierzęta hibernują?
Jeden ptak i wiele różnych płazów, gadów i owadów również wykazują stany podobne do hibernacji. Jest nawet co najmniej jedna ryba – dorsz antarktyczny (Dissostichus mawsoni) – która spowalnia swój metabolizm w zimie, stając się o 1/20 mniej aktywna.
I oczywiście, jest mnóstwo ssaków. Choć niedźwiedzie mogą być pierwszymi, które przychodzą na myśl, przez lata pojawiały się pytania, czy niedźwiedzie są prawdziwymi hibernatorami. W przeciwieństwie do zwierząt, które regularnie mieszają się podczas hibernacji, niedźwiedzie mogą iść przez 100 dni lub tak bez potrzeby budzenia się, aby coś skonsumować lub przekazać, i mogą one być pobudzone znacznie łatwiej niż typowe hibernatorów. US National Park Service sugeruje, że są one super hibernatorów.
Most ssaków hibernatorów są na mniejszej stronie. „Przeciętny hibernator waży tylko 70 gramów”, mówi Ruf. To dlatego, że małe ciała mają wysoki stosunek powierzchni do objętości, co sprawia, że utrzymanie ciepła w zimnej pogodzie jest dla nich bardziej wymagające – potrzebują sezonowych oszczędności energii bardziej niż większe zwierzęta.
Jakie zwierzę hibernuje najdłużej?
Przyznanie nagrody za najdłuższy okres hibernacji jest trudniejsze niż myślisz. Oczywistym wyborem byłyby jadalne popielice (Glis glis), z którymi pracuje Ruf – na wolności mogą pozostawać w stanie uśpienia przez ponad 11 miesięcy. Aby to osiągnąć, muszą podwoić, a nawet potroić swoją masę ciała podczas aktywności. (Stąd właśnie pochodzi ich nazwa: Rzymianie uznawali ich tłuste, delikatne, gotowe do hibernacji ciała za przysmak.)
W jednym z eksperymentów jednak wielki nietoperz brunatny (Eptesicus fuscus) hibernował w lodówce przez 344 dni, co sugeruje, że nietoperze mogą zasługiwać na ten tytuł (choć zwierzę nie zdecydowało się na to i nie przeżyło tego wyczynu).

.