În fiecare toamnă, urșii de latitudini temperate și polar (în special maro și negru) încep să se pregătească pentru hibernare. Toată primăvara, vara și toamna, aceste animale hrănite în mod activ, stocurile de nagulivaya de grăsime pentru iarnă. Și acum, când vine frigul, ei caută un adăpost potrivit pentru iarnă. După găsirea adăpostului, ursul intră într-o hibernare.
Hibernarea, în unele cazuri, durează până la șase luni. În timpul hibernării, unele specii, cum ar fi ursul negru (Ursus americanus), reduc pulsul de la 55 de batai pe minut la aproximativ 9. Nivelul de metabolism este redus cu 53%. Bineînțeles, tot acest timp poartă nu mănâncă, nu bea și nu pierde viața. Cum o fac?
Pentru a înțelege ce se întâmplă în corpul unui urs în timpul hibernării, este necesar să se clarifice imediat ce este hibernarea în sine. Și de ce nu este # xAB; animație suspendată # xBB; în sensul literal al cuvântului. În sensul literal al acestui termen # xAB; animație suspendată # xBB; este procesul de inactivitate completă a animalului. În acest moment, nivelul de metabolism este redus la indicatori, care pentru majoritatea animalelor mai mari sunt incompatibile cu viața.
Unele specii de amfibieni (niște țânțari și broaște) se îngheață în îngheț, fără să se rănească, dezghețându-se la începutul unui sezon cald. Fără durere este asta # xAB; înghețarea # xBB; în mod literal spre ele este în legătură cu dezvoltarea unei substanțe specifice care are proprietățile de antigel, care împiedică înghețarea apei în corpul lor.
Urșii nu îngheață. Temperaturile corpului lor în timpul hibernării rămân destul de ridicate încât se pot trezi în caz de pericol, ieșind din zăpadă. Apropo, urșii care s-au trezit devreme # xAB; tije de conectare # xBB ;. Ele reprezintă un pericol important pentru oameni, deoarece iarnă ursul nu poate găsi suficientă mâncare și este mereu foame și agresiv.
Unii cercetători susțin că urșii nu cad în animație suspendată, așa cum am menționat mai sus. Dar există oameni de știință care numesc urși super-anabiozei # xBB; deoarece nu mănâncă, bea sau nu devine timp de șase luni, rămânând în stare să iasă din hibernare - este un fenomen unic în lumea animală.
#xAB, în opinia mea, poartă cel mai bun anabiozniki din lume #xbb;, - a declarat Brian Barnes (Brian Barnes), de la Institutul de Biologie Arctic, Universitatea din Alaska (Fairbanks). Acest om de știință a petrecut trei ani studiind trăsăturile hibernării urșilor negri.
# xAB; Corpul lor este un sistem închis. Ei pot petrece toata iarna folosind doar oxigen pentru respiratie - asta e tot ce au nevoie de # xBB; - spune Barnes.
De ce barierele nu se defectează în timpul hibernării? Pe scurt, pentru că în corpul lor la acel moment se formează un dop de fecale. Aceasta este o masă specială pe care cercetătorii o găsesc de mult în esofagul urșilor care au căzut într-o hibernare.
Anterior, sa crezut că înainte de a urca în den denunță o cantitate mare de material vegetal, lână de alte urși și alte materiale care nu sunt digerate și care apoi formează un plută în intestinele animalului. Oamenii de știință care au ajuns la această concluzie s-au bazat în mare măsură pe informațiile obținute de la vânători pentru urși. Ei au susținut că metoda de nutriție discutată mai sus a condus la # xAB; legarea intestinului # xBB; iar animalul pur și simplu nu a putut efectua un act de defecare în timpul somnului.
De fapt, nu este așa. Ursii nu mănâncă nimic special înaintea hibernării. Ei, ca și omnivorii, încearcă să consume orice fel de mâncare disponibilă, inclusiv fructe, legume, nuci, carne, pește, fructe de pădure și multe altele.
În timpul hibernării, intestinul animalului continuă să funcționeze. Nu în modul de activitate anterioară, dar totuși funcționează. Celulele continuă să se dividă, secreția intestinală se efectuează. Toate acestea formează o cantitate mică de fecale, care se acumulează în intestinele animalului. format # xAB; opritor # xBB; diametru de la 3,8 la 6,4 centimetri.
#xAB; plută fecalele - este aceeași deșeuri, care sunt situate în intestinul animalului atât de mult timp încât pereții intestinali absorbi lichidul din masa, lasandu-l uscat și greu # xbb;, - a declarat site-ul Centrului America de Nord pentru Studiul de ursi. Astfel, organismul urs nu pierde apa necesară pentru ea, care își rezervă den, practic, imposibil de a umple.
Specialiștii au plasat camere de luat vederi în ulițele urșilor, care au înregistrat tot ce sa întâmplat în timpul hibernării. După cum sa dovedit, fibrele de plante și lâna sunt adesea parte din plută, deoarece ursul, chiar și în timpul hibernării, poate ridica ceva de la pământ în grădină sau poate să-și lingă haina.
Cum își păstrează trupurile într-o stare de hibernare?
Fiecare animal există datorită metabolismului și energiei furnizate de alimentele consumate. În mod firesc, cu cât este mai activ modul de viață și procesele fiziologice mai intense, cu atât mai mult # xAB; combustibil # xBB; sub formă de hrană pe care trebuie să o introduceți în organism. În corpul care se află în stare de hibernare, intensitatea tuturor proceselor metabolice este redusă la un minim fiziologic. Aceasta înseamnă că energia sa consumat la fel de mult cât este necesar pentru a se asigura că fiara rămâne în viață și că procesele degenerative din țesuturi și organe nu apar din cauza lipsei de energie. În general, această condiție poate fi comparată cu ceea ce se întâmplă în timpul somnului normal, dar, firește, este mai mult # xAB; exagerat # xBB ;.
Principalul consumator de energie în organism sunt creierul și mușchii (cel puțin 2/3 din energia totală a corpului). Dar, deoarece sistemul muscular este inactiv în timpul somnului, energia celulelor sale este primită la fel de mult ca și cum este necesar pentru a-și menține existența. Prin urmare, # xAB; viteză mică # xBB; Organele rămase încep de asemenea să lucreze și, de asemenea, primesc foarte puțină energie. Sistemul digestiv nu este în esență nimic de digerat (deoarece intestinul este aproape gol, așa cum sa spus mai sus). De unde provine de aici această cantitate minimă de energie, care este încă necesară pentru fiară? Se extrage din depozitele de grăsimi și de glicogen acumulate în perioada activă a anului. Acestea sunt consumate treptat și de obicei sunt suficiente până în primăvara anului.
Apropo, urșii devin adesea tocmai acei urși, care vara # xAB; mănâncă prost # xBB; Există o mulțime de povești orale despre faptul că maniverele din anii foame sunt mai mult. Deci, depozitele de grăsimi și glicogen sunt principala sursă de energie. O altă substanță vitală este oxigenul. Dar din moment ce corpul este inactiv, oxigenul are nevoie de mult mai putin. Astfel, rata de respirație este semnificativ redusă. Și dacă țesuturile corpului în timpul hibernării necesită o cantitate foarte mică de oxigen și substanțe nutritive, apoi sângele care le poartă, puteți să vă mișcați mult mai lent. Prin urmare, frecvența contracțiilor cardiace este redusă semnificativ și, prin urmare, inima consumă și mai puțină energie. Nu numai apă # xAB; înfundarea # xBB; intestine, dar suspendarea efectivă a activității renale.
Există alte exemple de hibernare printre animalele cu sânge cald?
Un astfel de aranjament, deoarece hibernarea urșilor este foarte neobișnuit ca un fenomen cu sânge cald, dar nu este unic. Ea are, de asemenea, ariciul latitudini temperate, locuitorii marmotele de stepă din Eurasia, unii membri ai familiei nevăstuică (Badger). În iernile deosebit de reci și înfometate, veverițele și câinii de raton pot cădea în această stare, dar nu pentru mult timp, iar procesele lor de viață nu încetinesc, așa cum se întâmplă pentru urși. În afară de hibernare (hibernare), este, de asemenea, o hibernare de vară (estivație). Ultima cădere în locuitori a unor deșerturi fierbinți (unele insectivore, rozătoare, marsupiale).
Acest lucru se întâmplă în cele mai fierbinți perioade ale anului, când producția de furaje și apă devine mult mai consumatoare de energie și, de fapt, ineficientă. Prin urmare, este mai ușor ca un animal să cadă în hibernare și să aștepte condiții nefavorabile. În plus față de hibernarea sezonieră, există și una zilnică. Este tipic pentru unii care zboară cu sânge cald - colibri și lilieci. Faptul este că ambii, în timp ce zboară foarte repede aripile lor. Datorită acestui fapt, zborul lor a devenit mai manevrabil, iar producția de hrană este mai eficientă. Dar pentru tot ceea ce în natură trebuie să plătiți. Muschii lor care zboară consumă multă energie, ceea ce nu este suficient pentru o zi întreagă (în ciuda faptului că ambele colibri și lilieci își iau mai mult de jumătate din greutatea proprie pentru faza activă a zilei).
După cum puteți vedea, rata metabolică în ele este pur și simplu enormă. Prin urmare, în timpul somnului (și odihna sub formă de somn este necesară pentru fiecare animal - acesta este, de asemenea, un proces fiziologic normal și obligatoriu), activitatea lor vitală scade la parametri comparabili cu cei observați la urși.
Care este diferența dintre starea de hibernare a urșilor, de exemplu, din cauza anabiozei broaștelor?
În procesele fiziologice cu sânge cald în timpul hibernării nu poate fi complet # xAB; oprit # xBB;. Pe care ei și cu sânge cald - este necesar căldură produsă independent. O altă imagine poate fi observată în animalele poikilotermice - procesele lor de viață sunt aproape complet suspendate. Adică, celulele corpului stau practic într-o stare conservată până când vin mai bine - când soarele se încălzește și oferă suficientă căldură pentru a încălzi corpul. Acest lucru se întâmplă în toate amfibienii de latitudini temperate și mai nordice.
Se știe că specimenele creaturei unghiulare amfibiene cu coadă după ce au fost înghețate literalmente în gheață timp de mai multe decenii (!) După dezghețare # xAB; veniți la viață # xBB; și sa simțit destul de normal. De asemenea, șerpii și șopârlele de iernare se încadrează, de asemenea, în anabioze, dar organismul lor nu este atât de tenace (nu vor supraviețui înghețării). Un alt exemplu este peștele care trăiește în apele intermitente din Africa, America de Sud și Australia și este îngropat în noroi pentru o perioadă de secetă. Procesele care au loc în corpul lor în această perioadă sunt aproape de cele care apar în amfibieni - suspendarea aproape completă a activității vitale până la vremuri mai bune.
În ceea ce privește reptile țările tropicale, trebuie spus că, deși ele sunt cu sânge rece, dar se confruntă cu condițiile adverse acestea sunt mai asemănătoare cu cea din sânge cald - o reducere semnificativă a intensității proceselor fiziologice, dar nu se opresc (energia termică solară, deoarece suficient). Reptile mari (crocodili, pythoni și boas) astfel # xAB; restul # xBB; până la un an, digerând pradă mare.
Este posibil să se creeze în mod artificial un regim de hibernare pentru animalele care nu intră în hibernare?
Nu, nu este. Va fi o stare anormală, ca o comă.
Cum ar putea apărea un asemenea mecanism de iarnă în urși? Acest mecanism a fost dezvoltat de mai multe sute de mii de ani sau a apărut spontan?
Toate procesele fiziologice sunt controlate genetic. In timpul evolutiei unui anumit grup de persoane ar putea fi o caracteristică fiziologică, este un mod de somn special (zilnic, normal) în perioada rece a anului, însoțit de o ușoară scădere în activitatea fiziologică și o scădere a temperaturii corpului cu 1-2 grade.
Această caracteristică le-a dat acestor indivizi un avantaj în ceea ce privește consumul mai mare de energie în condiții mai puțin hrănite. În același timp, a început să dea un astfel de mare avantaj în supraviețuire, care, treptat, numai astfel de mutanți au rămas în populație. În viitor, selecția pentru această funcție a continuat - visul a devenit din ce în ce mai lung și adânc, iar intensitatea proceselor corpului a scăzut din ce în ce mai mult. În cele din urmă, animalele au învățat să-și echipeze șanțurile. Apropo, această caracteristică ar putea oferi un avantaj semnificativ și pentru că, în timpul hibernării, femelele dau naștere la pui și sunt la acel moment în căldură și protecție, ascunse de ochii curioși. În general, evoluția fenomenului de hibernare a continuat (și poate continua) cu siguranță nu mai puțin de câteva sute de mii de ani.
Pentru ajutor în pregătirea articolului, redacția Geektimes mulțumește:
Broshko Eugenia Olegovici. PhD lector senior, președinte al zoologiei KSPU (Universitatea Pedagogică de Stat Krivoy Rog)
Evtushenko Edward Alekseevich. PhD Profesor asociat, Departamentul de Botanică și Ecologie KSPU
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: