ziemia
Autor: Jakub Zimoch | dodano: 2018-01-24
Hibernacja

Fot. Dimj/Shutterstock.com

W leżącej za kołem podbiegunowym tundrze ciężko szukać drzew czy jakiejkolwiek wysokiej roślinności. Skrajnie krótki okres wegetacyjny i niskie temperatury sprawiają, że olbrzymie połacie terenu pokryte są co najwyżej niewielkimi krzewami, a w zdecydowanej większości jedynie trawami, mchami i porostami. Nic dziwnego, skoro lato jest nie tylko krótkie, ale i chłodne, a zimą temperatura spada nawet do –50°C. W cieplejszych miesiącach wprawnemu obserwatorowi uda się od czasu do czasu dostrzec przemykających pomiędzy skałami i kępami traw właścicieli nakrapianych beżowych futer. To susłogony arktyczne – kuzyni wiewiórek zamieszkujący północne obszary Ameryki Północnej i Rosji. Sympatyczne gryzonie myszkują pośród niskiej roślinności jedynie przez cztery najcieplejsze miesiące. Pozostałą część roku, kiedy temperatury są najniższe, a pożywienie praktycznie niedostępne, spędzają w hibernacji. Spośród wszystkich strategii na przetrwanie zimy ta jest bodaj najbardziej fascynująca. W legowiskach znajdujących się pomiędzy przypominającą beton wieczną zmarzliną a grubą warstwą śniegu temperatura może spadać do –20°C. W tym samym czasie temperatura ciała hibernujących susłogonów obniża się z 37°C do –3°C. Ich krew i inne płyny ustrojowe, pomimo że mają temperaturę niższą niż temperatura zamarzania, pozostają płynne. Fizycy nazywają takie płyny cieczami przechłodzonymi. Dla susłogonów wykorzystanie tego zjawiska jest z jednej strony zbawienne, a z drugiej – nie mniej śmiertelnie niebezpieczne niż życie na arktycznym mrozie. Ich krew może zamienić się w zabójczy lód w mgnieniu oka, wystarczy przypadkowe dotknięcie ich schłodzonego ciała lub defekt molekularnej maszynerii pod skórą. Mimo tego ryzyka każdego roku tysiące susłogonów budzą się do życia, by w ciągu czterech miesięcy przygotować się do kolejnej hibernacji podczas arktycznej zimy.

 

Hibernatorzy

Żyjące na dalekiej północy susłogony nie są jedynymi zwierzętami, które wykorzystują hibernację do przetrwania ciężkich miesięcy. Pierwszym przykładem takiego zwierzęcia, który przychodzi do głowy zapewne większości czytelników, są niedźwiedzie. W ten sposób spędzają one zimy na półkuli północnej: nie budząc się, nie jedząc ani nie załatwiając. Co więcej, hibernujące niedźwiedzice nawet rodzą młode. W zimowy sen zapadają gryzonie, jeże, niektóre gatunki ptaków, nietoperze czy kolczatki. Hibernuje również wiele gatunków zmiennocieplnych – niektóre płazy, gady, a nawet ryby. Panująca przez lata opinia, że naczelne nie hibernują, została obalona, gdy w dziuplach drzew porastających Madagaskar odkryto hibernujące lemurki z gatunku Cheirogaleus medius. To odkrycie zadało również kłam innemu przeświadczeniu: że hibernacja służy jedynie przetrwaniu srogich zim. Pomimo że termin „hibernacja” wywodzi się od łacińskiego wyrażenia oznaczającego „spędzanie zimy”, to ciężko posądzać lemury o zmaganie się z mrozem, gdy temperatura otoczenia przekracza 30°C.

Skoro hibernacja nie jest jedynie ekskluzywnym sposobem na przetrwanie chłodu, to jaki jest jej cel? Najprościej można by go ująć jako metoda na bardzo efektywne oszczędzanie energii. To strategia przydatna zarówno na dalekiej północy, gdzie w zimie zdobycie pożywienia staje się niemożliwe, ale i w gorącym klimacie, gdy przez część roku jadalne owoce nie są jeszcze dojrzałe i łatwo dostępne. Dodatkowym wytłumaczeniem może być fakt, że szanse na zostanie upolowanym są zdecydowanie mniejsze, gdy jest się nieaktywnym przez sporą część roku.

Sekwencja zmian fizjologicznych zaczyna się na długo przed zapadnięciem w zimowy sen. Do tej pory nie udało się zidentyfikować jednego czynnika hibernacji, w pełni odpowiedzialnego za rozpoczęcie tego procesu. Wiemy jednak, że jest on kontrolowany przez układ hormonalny. Aktywność tarczycy oraz przysadki mózgowej wraz ze zmianami w poziomie insuliny powoli przygotowują zwierzę do długiego odpoczynku. Zwierzęta jedzą wtedy więcej niż zwykle, a ich organizmy przestawiają się na tryb jak najwydajniejszego magazynowania tłuszczu. W odpowiednim czasie układają się w swoim schronieniu i powoli przełączają w stan spoczynku: spada aktywność mózgu, serce bije coraz wolniej, oddechy stają się bardzo rzadkie, a tempo metabolizmu ogranicza się do zaledwie ułamka swojej normalnej wartości. Kiedy zwierzęta osiągną stan letargu, wyłączone zostają nawet przemiany komórkowe.

 

 

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 2/2018 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
03/2018
02/2018
Kalendarium
Luty
23
W 1893 r. Rudolf Diesel opatentował silnik wysokoprężny
Warto przeczytać
Zmyl trop to użyteczna, ale i pełna powabu oraz przekonująca, kieszonkowa esencja wszystkiego, co chcielibyście wiedzieć o obronie przed inwigilacją.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Jakub Zimoch | dodano: 2018-01-24
Hibernacja

Fot. Dimj/Shutterstock.com

W leżącej za kołem podbiegunowym tundrze ciężko szukać drzew czy jakiejkolwiek wysokiej roślinności. Skrajnie krótki okres wegetacyjny i niskie temperatury sprawiają, że olbrzymie połacie terenu pokryte są co najwyżej niewielkimi krzewami, a w zdecydowanej większości jedynie trawami, mchami i porostami. Nic dziwnego, skoro lato jest nie tylko krótkie, ale i chłodne, a zimą temperatura spada nawet do –50°C. W cieplejszych miesiącach wprawnemu obserwatorowi uda się od czasu do czasu dostrzec przemykających pomiędzy skałami i kępami traw właścicieli nakrapianych beżowych futer. To susłogony arktyczne – kuzyni wiewiórek zamieszkujący północne obszary Ameryki Północnej i Rosji. Sympatyczne gryzonie myszkują pośród niskiej roślinności jedynie przez cztery najcieplejsze miesiące. Pozostałą część roku, kiedy temperatury są najniższe, a pożywienie praktycznie niedostępne, spędzają w hibernacji. Spośród wszystkich strategii na przetrwanie zimy ta jest bodaj najbardziej fascynująca. W legowiskach znajdujących się pomiędzy przypominającą beton wieczną zmarzliną a grubą warstwą śniegu temperatura może spadać do –20°C. W tym samym czasie temperatura ciała hibernujących susłogonów obniża się z 37°C do –3°C. Ich krew i inne płyny ustrojowe, pomimo że mają temperaturę niższą niż temperatura zamarzania, pozostają płynne. Fizycy nazywają takie płyny cieczami przechłodzonymi. Dla susłogonów wykorzystanie tego zjawiska jest z jednej strony zbawienne, a z drugiej – nie mniej śmiertelnie niebezpieczne niż życie na arktycznym mrozie. Ich krew może zamienić się w zabójczy lód w mgnieniu oka, wystarczy przypadkowe dotknięcie ich schłodzonego ciała lub defekt molekularnej maszynerii pod skórą. Mimo tego ryzyka każdego roku tysiące susłogonów budzą się do życia, by w ciągu czterech miesięcy przygotować się do kolejnej hibernacji podczas arktycznej zimy.

 

Hibernatorzy

Żyjące na dalekiej północy susłogony nie są jedynymi zwierzętami, które wykorzystują hibernację do przetrwania ciężkich miesięcy. Pierwszym przykładem takiego zwierzęcia, który przychodzi do głowy zapewne większości czytelników, są niedźwiedzie. W ten sposób spędzają one zimy na półkuli północnej: nie budząc się, nie jedząc ani nie załatwiając. Co więcej, hibernujące niedźwiedzice nawet rodzą młode. W zimowy sen zapadają gryzonie, jeże, niektóre gatunki ptaków, nietoperze czy kolczatki. Hibernuje również wiele gatunków zmiennocieplnych – niektóre płazy, gady, a nawet ryby. Panująca przez lata opinia, że naczelne nie hibernują, została obalona, gdy w dziuplach drzew porastających Madagaskar odkryto hibernujące lemurki z gatunku Cheirogaleus medius. To odkrycie zadało również kłam innemu przeświadczeniu: że hibernacja służy jedynie przetrwaniu srogich zim. Pomimo że termin „hibernacja” wywodzi się od łacińskiego wyrażenia oznaczającego „spędzanie zimy”, to ciężko posądzać lemury o zmaganie się z mrozem, gdy temperatura otoczenia przekracza 30°C.

Skoro hibernacja nie jest jedynie ekskluzywnym sposobem na przetrwanie chłodu, to jaki jest jej cel? Najprościej można by go ująć jako metoda na bardzo efektywne oszczędzanie energii. To strategia przydatna zarówno na dalekiej północy, gdzie w zimie zdobycie pożywienia staje się niemożliwe, ale i w gorącym klimacie, gdy przez część roku jadalne owoce nie są jeszcze dojrzałe i łatwo dostępne. Dodatkowym wytłumaczeniem może być fakt, że szanse na zostanie upolowanym są zdecydowanie mniejsze, gdy jest się nieaktywnym przez sporą część roku.

Sekwencja zmian fizjologicznych zaczyna się na długo przed zapadnięciem w zimowy sen. Do tej pory nie udało się zidentyfikować jednego czynnika hibernacji, w pełni odpowiedzialnego za rozpoczęcie tego procesu. Wiemy jednak, że jest on kontrolowany przez układ hormonalny. Aktywność tarczycy oraz przysadki mózgowej wraz ze zmianami w poziomie insuliny powoli przygotowują zwierzę do długiego odpoczynku. Zwierzęta jedzą wtedy więcej niż zwykle, a ich organizmy przestawiają się na tryb jak najwydajniejszego magazynowania tłuszczu. W odpowiednim czasie układają się w swoim schronieniu i powoli przełączają w stan spoczynku: spada aktywność mózgu, serce bije coraz wolniej, oddechy stają się bardzo rzadkie, a tempo metabolizmu ogranicza się do zaledwie ułamka swojej normalnej wartości. Kiedy zwierzęta osiągną stan letargu, wyłączone zostają nawet przemiany komórkowe.