Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Но еще Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.) в своей многотомной «Истории животных» обратил внимание на тот факт, что «часть птиц улетает, чтобы перезимовать в теплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку».К этому выводу пришел и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своем труде «Система природы» (1735 г.) писал: «Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озер и рек».Долгое время утверждения Аристотеля и Линнея отвергались орнитологами, ссылавшимися на известный факт, что часть птиц мигрирует в теплые страны, тогда как немигрирующие активны и зимой, а птиц, впадающих в зимнюю спячку, вопреки утверждению многих, наука не знает. Только после того как в 1937 г. американские ученые обнаружили в щели скалы в состоянии зимней спячки козодоя (Phalaenoptilus nuttalii), стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Оба ученых провели более углубленные исследования и установили, что, прежде чем впасть в зимнюю спячку, этот вид птиц теряет значительную часть своего веса, и в определенный момент в результате такого истощения включается механизм перехода в состояние оцепенения. В этом состоянии обмен веществ резко понижается, потребность в кислороде сокращается почти в 30 раз, а температура тела от 40 - 41°С опускается до 18 - 19°С и даже ниже. Птицы впадали в оцепенение, продолжавшееся около 3 месяцев, и создавалось впечатление, что они мертвы. Было установлено, что во время зимней спячки козодой весом 40 г расходовал 0,15 мл кислорода на 1 г веса за час, тогда как в обычном состоянии - 2,7 мл. Те же ученые окольцевали одну из этих птиц, и в последующие годы выяснилось, что она всегда зимовала на одном и том же месте на протяжении 4 лет.Позже было установлено, что и другой ее родственник - малый козодой (Chordeilis minor),обитающий тоже в Северной Америке и на Антильских островах, впадает в состояние зимней спячки. В Дании обнаружили в том же состоянии при температуре воздуха 0°С европейского обыкновенного козодоя (Caprimutgus europeus). Проведенные с ним опыты показали, что при искусственном понижении температуры воздуха до 4°С птица впадала в оцепенение, причем температура ее тела падала с 37 - 40°С до 16 - 17°С, а частота дыхания - с 50 - 70 до нескольких в минуту. Существуют наблюдения, что и некоторые виды ласточек (деревенская и скалистая) тоже зимой впадают в зимнюю спячку.Состояние кратковременного оцепенения, которое ученые называют торпидностью, наблюдалось у только что вылупившихся птенцов черного стрижа (Apus apus), которые впадают в это состояние, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, во время приближающегося циклона). В состоянии оцепенения температура тела этих птенцов с 39°С падала до 20°С и даже ниже, пульс и дыхание замедлялись, и в подобном состоянии они выдерживали 7 - 12 дней. Появившись снова, родители отогревали их своими телами, и птенцы возвращались к жизни. В благоприятное время года молодые стрижи вылетали из гнезда через 33 - 35 дней, а в неблагоприятные, когда они впадали в состояние оцепенения, им были необходимы 40 - 50 дней.Издавна известно, что в подобное торпидное состояние впадают и птенцы некоторых видов колибри, если мать, улетев за пищей, задержится более чем на десяток минут (у колибри только самки выкармливают потомство). После ее возвращения, согретые материнским теплом, они возвращаются к жизни. Установлено, что взрослые колибри нескольких видов (Calypte costae, С. anna, Eugenes Lampornis), обитающих на Американском континенте, также способны впадать в состояние оцепенения в особенно холодные ночи, когда их температура тела понижается до 8,8°С.Доказано, что вес различных видов колибри колеблется от 1,7 до 19,1 г, а потребность в кислороде у мелких экземпляров в состоянии покоя - 11 - 16 мл на 1 г веса за час, во время полета - 70 - 85 мл, а в состоянии оцепенения только 0,17 мл. Расход энергии у колибри высокий, и существует опасность, что колибри с температурой тела 44°С не смогут выдержать без нищи того периода, когда они спят, так как им не хватит энергетических запасов. При подобном положении их организм при чрезмерном охлаждении от истощения ночью лишится возможности снова согреться в начале своей активной фазы. Между тем, как известно, ночи на южно- и центральноамериканских высоких плато, где обитают колибри, холодные. Вот почему колибри обладают защитным механизмом - впадают ночью в торпидное состояние, причем температура их тела сравнивается с температурой окружающей среды; таким образом, они не отдают свою теплоту и сохраняют энергию, которая не расходуется для образования тепла в организме. В этом случае действует закон голландского физиолога Ван Гофа, отражающий связь между скоростью реакций химических процессов и температурой (если температура тела понизится на 10°С, процессы обмена начнут протекать медленнее почти в 3 раза). Так что если температура тела колибри понизится с 44°С до 34°С, это приведет к трехкратному сокращению обмена веществ и соответственно к значительному сохранению энергии.Подобная регуляция температуры тела во время оцепенения была обнаружена и у пурпурной колибри (Eulampis jugularis), которая, как и другие колибри, легко впадает в торпидное состояние. В состоянии оцепенения температура тела этого вида колибри обычно близка к температуре воздуха, но, если последняя падает ниже 18°С, температура тела птицы больше не понижается и остается на уровне 18 - 20°С.Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть. В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией.До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен.Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого-экологическими особенностями. Впадание этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.
Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например, птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Существуют наблюдения, что и некоторые виды ласточек (деревенская и скалистая) тоже зимой впадают в зимнюю спячку. Состояние кратковременного оцепенения, которое ученые называют торпидностью, наблюдалось у только что вылупившихся птенцов черного стрижа, которые впадают в это состояние, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, во время приближающегося циклона). в состоянии оцепенения температура тела этих птенцов с 39 °C падала до 20 °C и даже ниже, пульс и дыхание замедлялись, и в подобном состоянии они выдерживали 7-12 дней. Появившись снова, родители отогревали их своими телами, и птенцы возвращались к жизни. в благоприятное время года молодые стрижи вылетали из гнезда через 33–35 дней, а в неблагоприятные, когда они впадали в состояние оцепенения, им были необходимы 40–50 дней.
Издавна известно, что в подобное торпидное состояние впадают и птенцы некоторых видов колибри, если мать, улетев за пищей, задержится более чем на десяток минут (у колибри только самки выкармливают потомство). После ее возвращения, согретые материнским теплом, они возвращаются к жизни. Установлено, что взрослые колибри нескольких видов, обитающих на Американском континенте, также способны впадать в состояние оцепенения в особенно холодные ночи, когда их температура тела понижается до 8,8 °C. Доказано, что вес различных видов колибри колеблется от 1,7 до 19,1 г, а потребность в кислороде у мелких экземпляров в состоянии покоя - 11–16 мл на 1 г веса за час, во время полета - 70–85 мл, а в состоянии оцепенения только 0,17 мл. Расход энергии у колибри высокий, и существует опасность, что колибри с температурой тела 44 °C не смогут выдержать без пищи тот период, когда они спят, так как им не хватит энергетических запасов. При подобном положении их организм при чрезмерном охлаждении от истощения ночью лишится возможности снова согреться в начале своей активной фазы. Между тем, как известно, ночи на южно- и центральноамериканских высоких плато, где обитают колибри, холодные. Вот почему колибри обладают защитным механизмом - впадают ночью в торпидное состояние, причем температура их тела сравнивается с температурой окружающей среды; таким образом, они не отдают свою теплоту и сохраняют энергию, которая не расходуется для образования тепла в организме. в этом случае действует закон голландского физиолога Ван Гофа, отражающий связь между скоростью реакций химических процессов и температурой (если температура тела понизится на 10 °C, процессы обмена начнут протекать медленнее почти в 3 раза). Так что если температура тела колибри понизится с 44 °C до 34 °C, это приведет к трехкратному сокращению обмена веществ и соответственно к значительному сохранению энергии.
Подобная регуляция температуры тела во время оцепенения была обнаружена и у пурпурной колибри, которая, как и другие колибри, легко впадает в торпидное состояние. в состоянии оцепенения температура тела этого вида колибри обычно близка к температуре воздуха, но, если последняя падает ниже 18 °C, температура тела птицы больше не понижается и остается на уровне 18–20 °C.
Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть.
В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией.
До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен. Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого- экологическими особенностями. Впадение этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.
Дата добавления: 2015-08-06 | Просмотры: 366 | Нарушение авторских прав
| | | | 5 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Разделы: Биология
Цели: увеличить области познания учеников; научиться анализировать явление временного прекращение жизнедеятельности у живых организмов, использующих его как средство приспособиться и выжить в неблагоприятных условиях.
Оборудование: таблицы моллюсков, ракообразных, насекомых, рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.
Зимний сезон неблагоприятен для многих представителей мира животных и растений как из-за низкой температуры, так и резкого сокращения возможностей добывать пищу. В ходе эволюционного развития многие виды животных и растений приобрели своеобразные приспособительные механизмы, чтобы выжить в неблагоприятное время года. У одних видов животных возник и утвердился инстинкт создавать запасы пищи; у других выработалось другое приспособление – миграция. Известны поразительно дальние перелёты многих видов птиц, миграции некоторых видов рыб и других представителей мира животных. Однако в процессе эволюции у многих видов животных замечен и другой совершенный физиологический механизм приспособления – способность впадать в безжизненное на первый взгляд состояние, которое у различных видов животных проявляется по-разному и имеет разные наименования (анабиоз, гипотермия и др.). Между тем все эти состояния характеризуются заторможенностью функции жизнедеятельности организма до того минимума, который позволяет ему пережить неблагоприятные зимние условия без приёма пищи. В подобное состояние мнимой смерти впадают те виды животных, которые не в состоянии обеспечить себя пищей зимой и для них существует опасность гибели от холода и голода. И всё это выработанное в процессе эволюции, подчинено строгой природной целесообразности – необходимости сохранить вид.
Зимняя спячка – широко распространённое явление в природе, несмотря на то, что её проявления различны у представителей отдельных групп животных, будь то животные с непостоянной температурой тела (пойкилотермные), называемые ещё и холоднокровными, у которых температура тела зависит от окружающей температуры, или животные с постоянной температурой тела (гомойотермные), называемые ещё и теплокровными.
Из числа животных с непостоянной температурой тела в состояние зимней спячки впадают различные виды моллюсков, ракообразных, паукообразных, насекомых, рыб, земноводных и пресмыкающихся, а из животных с постоянной температурой тела- несколько видов птиц и многие виды млекопитающих.
Как зимуют улитки?
Из типа мягкотелых в зимнюю спячку впадают многие виды улиток (например, все наземные улитки). Встречающиеся садовые улитки впадают в зимнюю спячку в октябре, и она длится до начала апреля. После долгого подготовительного периода, в течение которого они накапливают в своём организме необходимые питательные вещества, улитки находят или выкапывают норки, чтобы несколько особей могли вместе перезимовать глубоко под землёй, где температура будет поддерживаться на уровне 7 - 8°С. Хорошо закупорив норки, улитки спускаются на дно и залегают отверстием раковины вверх. Затем они закрывают это отверстие, выпуская слизистое вещество, которое вскоре затвердевает и становится эластичным (похожим на плёнку). При значительном похолодании и недостатке питательных веществ в организме, улитки зарываются ещё глубже в землю и образуют ещё одну плёнку, таким образом создавая воздушные камеры, играющие роль прекрасного изолятора. Установлено, что во время продолжительной зимовки улитки теряют более 20% своего веса, причём самая большая потеря приходится на первые 25-30 дней. Это объясняется тем обстоятельством, что все процессы обмена веществ постепенно затухают, чтобы достигнуть того минимума, при котором животное впадает почти в состояние анабиоза с едва уловимыми жизненными функциями. Во время зимней спячки улитка не питается, дыхание почти прекращается. Весной, когда наступают первые тёплые дни и температура почвы достигает 8-10° С, когда начинает развиваться растительность и выпадают первые дожди, улитки вылезают из своих зимних убежищ. Тогда начинается интенсивная деятельность по восстановлению исчерпанных пищевых резервов в их организме; это выражается в поглощении огромного по сравнению с их телом количества пищи.
Водяные улитки прудовики тоже впадают в состояние зимней спячки – большинство из них зарывается в ил на дне водоёма, в котором они обитают.
Где зимуют раки?
Всем известна популярная в народе угроза: “Я тебе покажу, где раки зимуют!”. Предполагают, что эта поговорка появилась во времена крепостного права, когда помещики, наказывая провинившихся крепостных мужиков, заставляли их ловить раков зимой. Между тем известно, что это почти невозможно, так как раки зимуют, глубоко зарывшись в ямы на дне водоёмов.
С точки зрения систематики класс ракообразных подразделяется на два подкласса – высшие и низшие ракообразные.
Из высших ракообразных речной, болотный и озёрный раки впадают в состояние зимней спячки. Самцы зимуют группами в глубоких ямах на дне, а самки – в одиночку в норках, причём они ещё в ноябре приклеивают к своим коротким ножкам оплодотворённые яйца, из которых лишь в июне вылупятся рачки величиной с муравья.
Из низших ракообразных интерес представляют водяные блохи (род Дафнии). Они откладывают, в зависимости от условий, два вида яиц – летние и зимние. Зимние яйца имеют прочную оболочку и образуются при наступлении неблагоприятных условий жизни. Для некоторых видов низших ракообразных высыхание и даже замерзание яиц являются необходимым условием для продолжения их развития.
Диапауза у насекомых
По многочисленности видов насекомые превосходят все остальные классы. Их температура тела зависит от окружающей среды, оказывающей сильное воздействие на скорость жизненных воздействий, причём низкие температуры в значительной степени уменьшают эту скорость. При отрицательных температурах сильно замедляется или практически останавливается всё развитие насекомого. Это анабиотическое состояние, известное под названием “диапауза”, представляет собой обратимую остановку процессов развития и вызывается внешними факторами. Диапауза наступает при возникновении неблагоприятных для жизни условий и продолжается всю зиму, пока с наступлением весны условия не станут более благоприятными.
Наступление зимнего сезона застаёт разные виды насекомых на разных стадиях их развития, в которых они и зимуют – в виде яиц, личинок, куколок или взрослых форм, но обычно каждый отдельный вид впадает в диапаузу на определённой стадии своего развития. Так, например, семиточечная божья коровка зимует во взрослом состоянии.
Характерно, что зимовке насекомых предшествует определённая физиологическая подготовка их организма, состоящая из накопления в их тканях свободного глицерина, который не допускает замерзания. Это происходит на той стадии развития насекомого, в которой они будут зимовать.
Ещё с наступлением первых признаков похолодания осенью насекомые находят удобные убежища (под камнями, под корой деревьев, под опавшей листвой в норках в почве и пр.), где после снегопада умеренно низкая и равномерная температура.
Продолжительность диапаузы у насекомых находятся в прямой зависимости от запасов жира в организме. Пчёлы не впадают в продолжительную диапаузу, но всё же при температуре от 0 до 6° С оцепеневают и в этом состоянии могут находится 7-8 дней. При более низкой температуре они погибают.
Интересно и то, как насекомые точно определяют момент, когда им следует выйти из анабиотического состояния. Учёный Н.И. Калабухов исследовал анабиоз у некоторых видов бабочек. Он установил, что продолжительность диапаузы у отдельных видов различная. Например бабочка павлиний глаз пребывала в состоянии анабиоза 166 дней при температуре 5,9° С, в то время как тутовому шелкопряду понадобилось 193 дня при температуре 8,6°С. По мнению учёного, даже различия в географическом районе оказывают влияние на продолжительность диапаузы.
Впадают ли в зимнюю спячку рыбы?
Своеобразным путём приспосабливаются к низким температурам воды зимой и некоторые виды обширного класса рыб. Обычная температура тела у рыб не постоянная и соответствует температуре воды. При внезапном резком понижении температуры воды рыбы впадают в шоковое состояние. Достаточно, однако, чтобы вода потеплела, и они быстро “оживают”. Опыты показали, что замороженные рыбы оживают лишь в тех случаях, когда не замерзли их кровеносные сосуды.
Оригинально приспосабливаются к низким температурам воды зимой некоторые рыбы, обитающие в арктических водах: они изменяют свой состав крови. С понижением температуры воды осенью в их крови скапливаются соли в такой концентрации, какая характерна для морской воды, а при этом кровь замерзает с большим трудом (своеобразный антифриз).
Из пресноводных рыб ещё в ноябре в зимнюю спячку впадают карп, ёрш, окунь, сом и другие. Когда температура воды падает ниже 8 - 10°С, эти рыбы переходят в более глубокие части водоёмов, зарываются большими группами в ил и остаются там в состоянии зимней спячки на протяжении всей зимы.
Некоторые морские рыбы тоже переносят сильные холода в состоянии зимней спячки. Так, например, сельдь уже осенью приближаются к побережью Ледовитого океана, чтобы впасть в состояние зимней спячки на дне какого-нибудь небольшого заливчика. Черноморская хамса тоже зимует в южных районах моря – у берегов Грузии, в это время она не активна и пищу не потребляет. А азовская хамса перед наступлением зимнего периода мигрирует в Чёрное море, где собирается в группы в сравнительно малоподвижном состоянии.
Зимняя спячка у рыб характеризуется крайне ограниченной их активностью, полным прекращением питания и резким уменьшением обмена веществ. В это время их организм поддерживается за счёт запасов питательных веществ, накопленных благодаря обильному питанию в осенний период.
Зимняя спячка земноводных
По образу жизни и устройству класс земноводных является переходным между типично водными позвоночными и типично наземными животными. Известно, что различные виды лягушек, тритонов, саламандр также проводят неблагоприятный зимний сезон в состоянии оцепенения, так как это животные с непостоянной температурой тела, которая зависит от температуры окружающей среды.
Установлено, что зимняя спячка лягушек продолжается от 130 до 230 дней и её продолжительность зависит от продолжительности зимы.
В водоёмах, чтобы перезимовать, лягушки собираются группами по 10-20 экземпляров, зарываются в ил, в подводные впадины и другие пустоты. Во время зимней спячки лягушки дышат только через кожу.
Зимой тритоны обычно устраиваются под тёплыми прогнившими пнями и стволами упавших деревьев. Если они не находят поблизости таких удобных “квартир”, то удовлетворяются трещинами в почве.
Пресмыкающиеся тоже впадают в зимнюю спячку
Из класса пресмыкающихся почти все виды нашей фауны зимой впадают в состояние зимней спячки. Низкие зимние температуры – основная причина этого явления.
Зимние квартиры – это обычно подземные пещеры или пустоты, образовавшиеся вокруг больших старых пней с гнилыми корнями, щели в скалах и других местах, которые не доступны их врагам. В таких укрытиях собирается большое число змей, образуя огромные змеиные клубки. Установлено, что температура змей в период зимней спячки почти не отличается от температуры окружающей среды.
Большинство видов ящериц (луговая, полосатая, зелёная, лесная, веретеница) тоже впадают в зимнюю спячку, зарывшись в почву, в норы, которым не угрожает наводнение. В тёплые солнечные дни зимой ящерицы могут “пробуждаться” и выползать из своих зимних убежищ на несколько часов, чтобы поохотиться, после чего снова прячутся в свои норки, впадая в состояние оцепенения.
Болотные черепахи проводят зиму, зарывшись в ил водоёмов, в которых они обитают, в то время как сухопутные забираются на глубину до 0,5 м в почву в какие-нибудь естественные укрытия или норы кротов, лисиц, грызунов, закрывшись торфом, мхом и влажными листьями.
Подготовка к зимовке начинается ещё в октябре, когда черепахи накапливают жир. Весной при временном потеплении они просыпаются, иногда на целую неделю.
Есть ли птицы, впадающие в зимнюю спячку?
Большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например, птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путём перелётов. Ещё Аристотель в своей многотомной “Истории животных” обратил внимание на тот факт, что “часть птиц улетает, чтобы перезимовать в тёплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку”.
К этому выводу пришёл и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своём труде “Система природы” писал: “Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озёр и рек”.
Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего, организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть. В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией.
До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен. Впадение птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.
Какие млекопитающие впадают в зимнюю спячку?
Как и у тех животных, о которых шла речь раньше, так и у млекопитающих зимняя спячка – это биологическое приспособление для переживания неблагоприятного сезона года. Несмотря на то, что животные с постоянной температурой тела обычно переносят условия холодного климата, недостаток подходящей пищи зимой стал причиной приобретения и постепенного закрепления в процессе эволюции некоторыми из них этого своеобразного инстинкта – проведение неблагоприятного зимнего сезона в неактивном состоянии зимней спячки.
Различают три типа зимней спячки по степени оцепенения:
1) лёгкое оцепенение, которое легко прекращается (еноты, барсуки, медведи, енотовидные собаки);
2) полное оцепенение, сопровождающееся периодическими пробуждениями только в более тёплые зимние дни (хомяки, бурундуки, летучие мыши);
3) настоящая непрекращающаяся зимняя спячка, представляющая собой стабильное, продолжительное оцепенение (суслики, ежи, сурки, тушканчики).
Зимней спячке млекопитающих предшествует определённая физиологическая подготовка организма. Она состоит, прежде всего, в накоплении запасов жира, главным образом под кожей. У некоторых спящих зимой зимней спячкой подкожный жир достигает 25% общей массы тела. Например, суслики ещё в начале осени толстеют, увеличивая вес своего тела втрое по сравнению с весенне-летним весом. Перед зимней спячкой значительно толстеют и ежи, и бурые медведи, а также и все летучие мыши.
Другие млекопитающие, например хомяки и бурундуки, не накапливают больших запасов жира, а делают запасы пищи в своём убежище, чтобы пользоваться ими в периоды своего краткого пробуждения зимой.
Во время зимней спячки все виды млекопитающих лежат неподвижно в своих норах, свернувшись в клубок. Так лучше всего сохранить тепло и ограничить теплообмен с окружающей средой. Зимник квартиры многих млекопитающих – это естественные пустоты стеблей и дупла деревьев.
Из насекомоядных млекопитающих ёж, готовясь к зимней спячке, собирает в укромном месте мох, листья, сено и устраивает себе гнездо. Но “поселяется” в своём новом доме лишь тогда, когда температура долгое время удерживается ниже 10° С. Перед этим ёж обильно питается, чтобы накопить энергию в виде жира.
Зимняя спячка бурых медведей является лёгким оцепенением. В природе летом медведь накапливает толстый слой подкожного жира и непосредственно перед наступлением зимы устраивается в своей берлоге для зимней спячки. Обычно берлога покрывается снегом, так что внутри значительно теплее, чем снаружи. Во время спячки, накопленные жировые запасы используются организмом медведя и как источник питательных веществ, а также предохраняют животное от замерзания.
С физиологической точки зрения зимняя спячка млекопитающих характеризуется ослаблением всех функций жизнедеятельности организма до того минимума, который позволил бы им пережить неблагоприятные зимние условия без пищи.
Козодой — птица, которая впадает в спячку
Ещё отец науки Аристотель в своей знаменитой Истории животных писал о том, что часть птиц улетает на зиму в теплые страны (подробнее о ), но часть – никуда не улетает, а скрывается в укромных убежищах и норах, где впадает в спячку. Мнения этого придерживались в науке до начала 19 века. И, даже такие выдающиеся естествоиспытатели, как Карл Линней и Жорж Кювье в своё время писали о том, что ласточки оцепеневают на зиму, проводя это неблагоприятное время на дне болот. Действительно ли это так? Впадают ли птицы в спячку? Узнать ответ на этот вопрос мы предлагаем вам из нашей публикации…
Впадают ли в спячку птицы
Когда биология в достаточной мере изучила перелеты птиц, предположение о зимней спячке пернатых было совершенно оставлено и приводилось иногда в учебниках в качества курьеза далекой древности. Однако, в самое недавнее время в научной литературе стали вновь появляться сообщения о странных явлениях у пролетных стрижей и ласточек. То в одном, то в другом укромном месте обнаруживали большое скопление оцепеневших птиц, которые, однако, оживали и улетали прочь, как только их брали в руки. Такие случаи наблюдались, как правило, во время осенних или весенних перелетов в холодную, пасмурную погоду. В связи с подобными сообщениями ожили и старые предположения о способности птиц впадать в спячку.
Вопрос этот до сих пор не исследован до конца, но уже сейчас известен по крайней мере один вид птиц, которые впадают в спячку на всю зиму. Эта птица – маленький североамериканский козодой, обитающий в западных штатах США.
Пример спячки козодоя
Зимой, 1947 года один из натуралистов наткнулся в одном из ущелий на козодоя, находившегося в состоянии оцепенения. В последующие годы зоологи детально изучили спячку этого маленького козодоя и выяснили много любопытных деталей. Так, птица питается главным образом ночными насекомыми, которых с приближением зимы становится всё меньше и меньше (узнайте, ). Птицы начинают терять в весе, и, по-видимому, на каком-то определенном моменте истощения в организме у них включается механизм перехода в состояние оцепенения. Это происходит в ноябре. Козодои выбирают укромные ниши или трещины в скалах – обычно с солнечной стороны – и погружаются в оцепенение, которое может длиться до 85-ти дней. На это время уровень обмена веществ у птиц в организме резко снижается.
Потребление кислорода, в частности, уменьшается в 30-ть раз. А, температура тела может падать до 4,8 градусов.
Птица выглядит, как мертвая. Оцепенение кончается в марте месяце, когда становится достаточно тепло. Пернатый просыпается быстро, и нормальная температура тела восстанавливается за несколько часов. Следует правда иметь в виду, что в тех местах, где зимует этот козодой, зима очень мягкая и даже в январе температура воздуха днём поднимается порой до +23 градусов выше нуля.
Особенности спячки козодоев
Оцепенение, в которое впадает козодой, сильно отличается от спячки, в которую впадают многие млекопитающие. Прежде всего, организм птицы не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но наоборот, расходует значительную их часть. Если суслики или сурки уходят в спячку, буквально заплывшие жиром, то птицы перед оцепенением сильно тощают. Запасов энергетических ресурсов у них остаётся в обрез и хватает только для того, чтобы проснуться и возобновить добычу пищи. Поэтому, явление оцепенения птиц называют не спячкой, а гипотермией .
Спячка Спя́чка (зимняя - гибернация, летняя - эстивация) - период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи, когда невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма. Характеризуется снижением температуры тела, замедлением дыхания и сердцебиения, торможением нервной деятельности (т. н. «глубокий сон») и других физиологических процессов. Обычно перед спячкой животные усиленно питаются и накапливают большие запасы питательных веществ в виде жира (в случае сезонной спячки до 30-40 % массы тела) и укрываются в убежищах с подходящим микроклиматом (гнёзда, норы, дупла и т. п.). В зависимости от регулярности различают следующие виды спячки: суточная спячка у колибри и летучих мышей; сезонная спячка - зимняя (гибернация) у насекомоядных и грызунов либо летняя (эстивация) у пустынных животных; нерегулярная - при внезапном наступлении неблагоприятных условий (енотовидные собаки, белки). Некоторые крупные млекопитающие (медведи, барсуки, еноты) впадают в зимний сон - разновидность гибернации с меньшим снижением уровней физиологических процессов и метаболизма. У бурого медведя при зимнем сне температура тела снижается мало (с 37° до приблизительно 31°C), и легко и быстро повышается при пробуждении. Некоторые виды проводят в спячке часть беременности, и в этом случае роды происходят сразу после выхода из спячки. В течение зимней спячки, кроме периодов действительной спячки, бывают и периоды повышения температуры тела до обычного уровня. Среди млекопитающих в спячку впадают грызуны, один вид лемуров, европейский ёж и другие насекомоядные, сумчатые. Плиний Старший считал, что ласточки также способны к спячке, но это ошибочно - птицы, за исключением дремлюг, в спячку обычно не впадают. В состояние, сходное со спячкой (резко пониженная температура тела и оцепенение), в отсутствие родителей впадают птенцы колибри и стрижей. Долго считалось, что приматы в спячку не впадают. Но в 2004 году были опубликованы доказательства того, что малый карликовый лемур с Мадагаскара проводит в спячке в дуплах деревьев семь месяцев в году. Это особенно интересно в свете того, что зимняя температура на Мадагаскаре может превышать 30 °C. По-видимому, спячка этого лемура вызвана не необходимостью пережидания низких температур. Спячка может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от вида, внешней температуры и других условий среды. В ходе спячки бывают периоды, когда температура тела восстанавливается до обычных значений. В течение спячки организм животного питается благодаря запасам питательных веществ, накопленных накануне (жира и др.). Животное, которое традиционно считают способным ко впадению в спячку, - это медведь. Но степень замедления метаболических процессов у медведя зимой намного меньше, чем у грызунов, насекомоядных и других животных, - поэтому обычно биологи считают, что это нельзя называть спячкой в настоящем биологическом смысле. Также у медведя при спячке температура тела снижается не очень сильно (от 37° до примерно 31°C), и легко и быстро восстанавливается; в то время как у земляных белок (род Xerus) температура тела в спячке может снижаться до −2°C . Процесс, похожий на спячку, известен у нескольких видов рептилий, но пока неизвестно, является ли он настоящей спячкой. Обычно перед спячкой животные усиленно питаются и накапливают относительно большие запасы питательных веществ в виде жира. Несколько видов проводят в спячке часть беременности, и в этом случае роды происходят сразу после выхода из спячки. Несколько десятков лет считалось, что гигантская акула в зимний период, опускаясь до придонных горизонтов северных районов океана, впадает в спячку. Но исследования, проведенные в 2003 году Дэвидом Симсом, это опровергли, показав, что акулы в это время активно передвигаются в поисках мест с наибольшим количеством планктона. По степени глубины спячки различают: Сезонная или факультативная спячка. Характеризуется тем, что температура тела животного, частота дыхательных движений и общий уровень метаболизма (обмена веществ) снижаются мало. При беспокойстве сон легко может быть прерван. Характерна для медведей, енотов, енотовидных собак, барсуков. Настоящая непрерывная сезонная спячка. Характеризуется потерей способности к терморегуляции (гетеротермия), резким снижением частоты дыхательных движений и сердечных сокращений, снижением активности обмена веществ. Летняя спячка или эстивация, также называемая летней диапаузой, свойственна организмам низких широт и обеспечивает их выживание в засушливый период года. Часто она может наблюдаться у грызунов, лишённых в летний период полноценного и богатого водой корма. Например песчаный суслик в Средней Азии впадает в летнюю спячку в июне - июле. У сусликов летняя спячка обычно без перерыва переходит в зимнюю. Летняя спячка наблюдается также у некоторых обитателей тропической зоны. У африканского ежа Atelerix albiventris она длится до трёх месяцев, а у мадагаскарских насекомоядных - тенреков - до четырёх месяцев. Список животных, впадающих в спячку[править | править вики-текст] Грызуны Малый карликовый лемур Медведь Ёж обыкновенный Американский белогорлый козодой Австралийская ехидна Австралийский опоссум-пигмей Чилийский опоссум Летучая мышь Хомяк Соня Сурок Бурундук Суслик Барсук Лягушки
Зимняя спячка - это больше, чем просто приспособление животных к тому, чтобы пережить холодное время года. Для ежа, сони и подковоноса - это единственный способ избежать голодной смерти. echidna фото:myopixia С однопроходных в спячку впадают ехидна и утконос. Они спят с перерывом, 5-10 дней, после чего столько же времени ведут активную жизнь. Когда они спят, температура их тела падает до 22 ° С, хотя обычно составляет 36 ° С. Коала и куцехвостые сумчатые крысы, живущие на Тасмании - единственные из немногочисленных сумчатых, которые спят зимой 6-12 дней, свернувшись клубочком в дупле дерева. Грызуны, насекомоядные и рукокрылые - это те животные, которые зимой впадают в спячку. К ним относятся бурундуки, сурки, соневые и хомяки, еж является одним из самых известных любителей поспать. Холодное время года еж проводит, свернувшись клубком в своем гнезде. Горная летучая мышь проводит зиму в глубоких, влажных пещерах. Закутавшись в свои кожистые крылья, зимой в подземельях спят подковоносы. В зимнюю спячку впадают бурые и черные медведи. В настоящую спячку впадают только некоторые млекопитающие. Температура тела в этот период достигает чуть больше 0 ° С, однако животные могут произвести столько энергии, что, когда надо, они » возвращаются к жизни «. black bears фото:picyak Зимний сон Некоторые животные, например барсуки, большую часть зимы спят в своей норе, однако эти животные не впадают в настоящую спячку. Обмен веществ у них уменьшается, но не намного. Частота ударов сердца сокращается до 10-12 ударов в минуту, а температура тела держится на уровне 30 ° С, то есть они не впадают в характерно состояние летаргии. Если бы температура их тела снизилась, это означало бы для них верную смерть. Еноты и скунсы зимой также спят, однако при этом они, как и барсуки, поддерживают высокую температуру тела. Сон отличается от спячки. В спячку впадают теплокровные животные, чтобы пережить голодное и наиболее неблагоприятное время. Поэтому они впадают в спячку, чтобы сохранить драгоценную энергию. Температура тела животных сильно снижается, пищеварение прекращается, сердцебиение сокращается, дыхание становится реже. badgers фото:Santi Guese Зимняя спячка Мелкие теплокровные млекопитающие, такие, например, как сурок, бурундук и суслик, в летние месяцы поддерживают температуру примерно в 37,3 ° С, и она не зависит от температуры окружающей среды. Ритм сердца в обычных условиях составляет около 88 ударов в минуту, а дыхание - 16 вдохов в минуту. В начале зимы, когда температура падает ниже 15 ° С, сурок сворачивается клубком в норе и впадает в спячку. Поговорка «спит, как сурок » появилась не случайно - ведь эти животные спят от 6 до 8 месяцев в год. Спячка - это глубокий сон, во время которого животное теряет контроль над температурой своего тела. От спячки животное регулярно просыпается только для того, чтоб испражняться, или в очень критической ситуации, например, если гнездо заливает вода или жизни животного угрожает другая опасность. Байбак, что спит, делает только два вдоха на минуту, его сердце способно сокращаться только раз в 12 секунд, а иногда даже останавливаться на целую минуту. marmot фото:jasonwain В зимнее время останавливается развитие большинства растений, а хладнокровные животные впадают в состояние оцепенения. Теплокровные животные, птицы и млекопитающие, не могут таким образом реагировать на изменение окружающей среды. Некоторые из животных выживают в ледяной пустыне Антарктиды, однако им приходится удерживать температуру тела на постоянном уровне, поскольку ее уменьшение означало бы смерть. Для теплокровных животных является очень важным поддерживать постоянную температуру, поскольку она всегда выше температуры окружающей среды. Для поддержания температуры животному необходима пища, которая зимой становится труднодоступною. Многие птицы решают эту проблему своеобразно - они улетают на зиму в теплые края. Большие растительноядные животные, например северный олень, также мигрируют в южные регионы. Для мелких млекопитающих такие путешествия невозможны. У многих животных, живущих в полярных регионах, на зиму вырастает густая шерсть, что защищает их от лютого холода. У эскимосских собак такая густая и теплая шерсть, что они могут спать на снегу даже при температуре воздухе -30 ° С. Мелкие животные теряют тепло быстрее, чем производят его. Например, мышь использует вдвое больше энергии, чем овца. reindeer фото:amortize Поэтому многие мелких животных строят очень хорошо защищенные теплые гнезда. Чтобы удерживать температуру тела на уровне +37 ° С, млекопитающие должны регулярно питаться. Животные часто делают жировые запасы, за счет которых они переживают голодные времена. У многих животных шанс на выживание появляется лишь тогда, когда они сокращают использование энергии к минимуму, поэтому ее бывает достаточно на время зимней спячки. Маленькое животное, орешниковая соня, распространившаяся в Европе. Как только температура воздуха падает ниже 15 ° С, она забирается в свое гнездо, сворачивается клубочком и засыпает. Иногда просыпаются Некоторые животные во время зимнего сна иногда просыпаются. Летучие мыши спят без перерыва дольше, однако их сон длится не более месяца. Время от времени они просыпаются и, перебравшись на другое место, снова засыпают. Некоторые виды даже ловят на зимовках насекомых. Еж спит не более 2-3 недель, а затем на короткое время просыпается. Частые пробуждения в теплые зимы не приносят ежу пользы, поскольку в этом случае быстрее расходуются запасы жира. Другие насекомоядные, например, белозубка - малютка, что весит 2 г, является примером другой крайности: в холодное время они на несколько часов впадают в состояние оцепенения. Однако это не настоящая спячка. hedgehog фото:Chris Sharratt Активность жизнедеятельности организма животного, что спит, не снижается так сильно, как во время спячки. Об этом свидетельствует тот факт, что медведь среди зимы просыпается и выходит из берлоги, а затем возвращается » досыпать «. У медведицы рождаются медвежата, и она ухаживает за ними. В состоянии оцепенения некоторые животные остаются абсолютно неподвижными, даже если их пошевелить. Другие просыпаются на мгновение, если потревожить их сон. Первые признаки пробуждения - шевеление и дрожь в конечностях, благодаря чему постепенно поднимается температура тела. Чтобы согреться, животное использует много энергии. Когда-то в древности люди верили, что зимой ласточки прячутся под водой и спят на дне пруда или реки. В наши дни известно, что эти птицы с наступлением осени улетают в южные края, поскольку на местах их гнездования зимой нет летающих насекомых - основного корма птиц. Однако оказалось, что некоторые виды птиц все-таки впадают в спячку, хотя бы на короткое время. nightjar фото:Sam White Американский белогорлый козодой питается насекомыми. Зимой летающих насекомых нет, поэтому эта птица впадает в зимнюю спячку, чтобы сохранить драгоценную энергию. На короткое время температура тела козодоя снижается примерно до 6 ° С, тогда как обычно она составляет около 40 ° С. Очень много видов колибри на ночь впадают в оцепенение, напоминающее спячку. В это время температура их тела снижается до 8-9 ° С. Известно, что колибри тратят много энергии, поэтому у них очень интенсивный обмен веществ: в течение дня они поглощают количество пищи, что вдвое превышает их массу.
Зимняя спячка (гибернация) представляет собой замедление процессов жизнедеятельности и обмена веществ на определенный промежуток времени. При этом снижается температура тела, замедляется дыхание и пульс, тормозится нервная деятельность и прочие процессы организма. Многим животным в зимний период трудно добыть себе пищу и они выбирают такой способ выживания, чтобы дотянуть до теплых деньков. Перед спячкой они питаются с удвоенной силой, накапливая таким образом энергию, необходимую им в период спячки. Зимняя спячка животных - это придуманный природой, совершенный способ спасения своих детищ от условий, несвойственных для их нормального проживания. Животных, которые впадают в спячку зимой, существует огромное множество. Большая часть из них проживает в умеренном климате, характеризующимся теплым летом и холодной зимой, во время которой им трудно найти себе пропитание. О некоторых из них пойдет речь ниже. Медведь Самым известным представителем животного мира, впадающим в спячку зимой, является медведь. Следует отметить, что его спячка считается неглубокой. Это, скорее, дремота. Температура его тела не становится настолько низкой, как у других животных, пребывающих в истинной спячке. То же самое касается и его сердцебиения. Это значит, что если его попробовать потрогать в этом состоянии, то он может очень быстро проснуться и тут же приступить к схватке. Медведи - животные, впадающие в спячку зимой, не теряющие ориентирование в пространстве и во времени. Тем не менее, медведи могут находиться в таком состоянии, не прикасаясь к пище и воде на протяжение семи месяцев. Это становится возможным благодаря жиру, накопленному за лето, слой которого может достигнуть 15 см. Медведь в летний период не просто употребляет пищу, он зверски переедает. Этот процесс чем-то напоминает откорм поросенка, а также равен 30 полноценным обедам, съедаемых за день человеком. Какие животные впадают в спячку зимой?Ёж обыкновенный Ежи занимаются активной жизнедеятельностью от 4 до 7 месяцев, разделяя этот период на три этапа: пробуждение, воспроизведение потомства, подготовка к длительной спячке. С наступлением холодов они погружаются в спячку. Основной причиной этого явления для ежей является недостаток в еде, второстепенной - холод. Они не делают запасов кормов на зиму, поскольку питаются насекомыми. Поэтому им приходится запасаться жиром в летний сезон, а зимой залегать в спячку. К тому же, их терморегуляция несовершенна, что приводит к необходимости продолжительного зимнего оцепенения. Суслики Суслики в отношении залегания в спячку относятся к животным, которые находятся в состоянии оцепенения наиболее долго, если быть точнее, то до девяти месяцев в году. Причем отмечается цикличность их пребывания в этом состоянии. Непродолжительный активный период жизни чередуется с длительным оцепенением, после которого снова наступает активная жизнедеятельность. На смену ей приходит продолжительная спячка и т. д. Эта особенность их организма является наследственной. Лягушки Лягушки в сравнение с животными, которые залегают в спячку или находятся в оцепенении, могут пребывать в состоянии более глубокого подавления жизнедеятельности - в анабиозе. При этом их обмен веществ максимально замедляется, а выживание осуществляется за счет внутренних энергетических резервов. В зависимости от разновидности, лягушки могут погружаться в зимнюю спячку в вырытой ими норе, в расщелинах, которые они сами засыпают листьями, а также на дне водоемов. Летучие мыши Летучие мыши в зимний период, найдя подходящее пристанище, впадают в оцепенение на 7-8 месяцев. Их сон прерывается через каждые 2-3 недели пробуждениями для поиска более теплого убежища и сватовства, поскольку зима для этих животных - период воспроизведения потомства. К животным, которые впадают в спячку, относятся также грызуны, австралийские ехидны, чилийские опоссумы, хомяки, сони, бурундуки и барсуки. 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. 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. Почему животные впадают в спячку? 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). Яндекс.Директ Сервизы ИФЗ Императорский фарфор ЛФЗ. Доставка по Москве и России. Скидка 10%! СервизыЧайные парыЧайникиАкции posuda40.ruАдрес и телефон 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.
