Гибернации

Ежик с коричневой грудью периодически впадает в спячку

Поскольку спячка или спячка называется длительным отдыхом, в частности, у гомойотермных животных - некоторых млекопитающих и некоторых птиц при сокращении их - температура тела падает в холодное время года. Зимние спящие понижают температуру тела до более низкого уровня осенью, в то время как дыхание и частота пульса, а также все другие метаболические процессы также замедляются . Поскольку животное не потребляет никакой пищи во время спячки, энергия для всей метаболической активности спящего человека поступает из жировых отложений, съеденных летом.

Отдельные млекопитающие, такие как соня , соня , коричневогрудый еж , сурок или некоторые летучие мыши, впадают в спячку на длительное время с небольшими перерывами; Если нормальная внутренняя температура тела остается неизменной во время фазы покоя, это называется спячкой . Общим для всех зимних снов является то, что они быстро нагреваются до нормальной температуры в случае внешних помех. Это контролируется высвобождением гормонов из гипофиза . При нагревании они потребляют значительное количество жира, поэтому животные могут умереть от голода после частых нарушений спячки.

Хронобиология занимается временной организацией гибернации .

Поведение зимних шпал в холодное время года

Летучая мышь в спячке

Осенью зимние спящие ищут места, где они защищены от сильного холода (полые стволы деревьев, норы в земле и т.п.), и набивают их сеном, соломой, листьями, волосами, шерстью и другими материалами. В обставленном таким образом убежище они обычно проводят зиму с несколькими животными со скрюченным, искривленным телом и закрытыми веками в состоянии экономии энергии, так называемом оцепенении . Ваша нормальная температура тела обычно падает до значений от 9 до 1 ° C ( терморегуляция ). В этом состоянии сильно снижены все функции организма. Дыхание слабое, сердцебиение замедляется, чувствительность к внешним раздражителям низкая. Например, сурки понижают температуру тела с 39 до 7 ° C во время спячки. Ваше сердце бьется всего два-три раза в минуту вместо ста. Паузы дыхания могут достигать часа. Продукты секреции кишечного канала и печени у спящих людей накапливаются в нижнем отделе кишечника и выводятся из организма, как только они просыпаются. Пища не употребляется во время сна, самое большее во время периодической фазы бодрствования. Вместо этого животные питаются своими жировыми запасами, которые они съели осенью. Во время спячки сурки даже вдвое сокращают желудок и кишечник, а печень и почки - примерно на 30 процентов. Специальная коричневая жировая ткань , которая особенно присутствует в области плеч и шеи у зимних спящих, используется исключительно для производства тепла. В поздней фазе пробуждения тело также возвращается к нормальной температуре за счет мышечного тремора. Чем выше температура тела, тем быстрее дышат животные.

Некоторые зимующие животные, как сурки, впадают в социальную спячку, когда до 20 родителей и молодых животных отдыхают близко друг к другу в каждой берлоге, чтобы согреться друг с другом, когда зимние температуры слишком сильно упадут. Прежде всего, это увеличивает шансы молодых животных, у которых меньше запасов энергии, выжить в более суровые зимы.

Продолжительность спячки

Продолжительность гибернации у отдельных спящих особей разная. Это три-четыре месяца для на еже ; Соня проводит в спячке от шести до семи месяцев (отсюда и их немецкое название). Однако нельзя ошибаться в том, что спячка - это период непрерывного сна в течение нескольких месяцев без перерыва. Скорее, сон обычно длится по частям, с более длительными периодами отдыха со значительно сниженным метаболизмом, чередующимися с короткими периодами бодрствования. Например, если ежи находятся в оцепенении от 1 до 3 недель, сони спят от 20 до 33 дней за раз. Однако слишком часто животным не разрешают просыпаться зимой, потому что каждая промежуточная фаза пробуждения истощает их энергетические резервы, так что жировые отложения расходуются слишком рано и больше не будут доступны для фактического пробуждения. вверх весной.

Для эксперимента ученые более года держали специально откармливаемых соней в спячке.

Возможные триггеры гибернации

Внешние факторы, такие как падение температуры на улице или недостаток пищи осенью , традиционно называются спусковыми механизмами для длительного состояния покоя . Однако, по мнению экспертов, помимо более короткой продолжительности дня как передатчиков сигналов, внутренние факторы, такие как изменение гормонального баланса - уменьшение воздействия ультрафиолетового света от более слабого солнца, приводят к снижению выработки витамина D, который приводит в движение гормоны замораживания - или внутренние часы , которые подчиняются сезонному ритму, отвечают за переход в спячку. Кажется, что внутренние часы влияют на образование жировых отложений, а это, в свою очередь, влияет на желание спать. Даже наркотическое влияние более высокой концентрации углекислого газа в спальных пещерах обсуждалось как фактор, запускающий спячку.

Просыпаясь весной

Точная причина пробуждения весной до сих пор точно не известна. Повышение температуры окружающей среды и накопление в организме конечных продуктов метаболизма могут служить сигналами к пробуждению. Если присутствуют сигналы пробуждения, гипофиз выделяет гормоны, которые выделяют тепло через коричневую жировую ткань. Если внутренняя температура тела поднялась примерно до 15 градусов по Цельсию, дополнительный мышечный тремор может способствовать дальнейшему повышению температуры. Сначала нагревается область головы и туловища с жизненно важными органами , а затем конечности .

Последствия гибернации

Некоторые гибернаторы, такие как летучие мыши, сони и сони, умирают, если им принудительно не дают впасть в спячку. С другой стороны, барсуки и хомяки могут выжить без фазы гибернации.

Исследования Венского университета на Цизельне показали, что несколько месяцев гибернации отрицательно сказываются на характеристиках памяти гибернаторов . По сравнению с животными, которые не впадали в спячку, суслики больше не могли решать ранее изученные задачи после долгой фазы сна (например, находить путь в лабиринте или управлять рычагом кормушки). Одним из объяснений этого может быть низкий уровень нейронной активности во время оцепенения . Было даже показано, что связи между нервными клетками в головном мозге нарушаются во время спячки.

Демаркация

Гибернации

Если спящий режим прерывается несколькими фазами бодрствования и не понижается внутренняя температура тела, это называется спячкой. Во время этих фаз бодрствования можно изменить положение сна, можно потреблять небольшое количество пищи, а также выделять мочу и кал.

Жесткий

Гибернацию следует отличать от жесткости, как это происходит у многих пойкилотермных животных - рептилий , земноводных и рыб , а также у некоторых улиток и насекомых в умеренном климате . В отличие от спячки температура тела не регулируется при холодной жесткости, но соответствует температуре окружающей среды. Если он упадет слишком сильно, хладнокровные животные замерзнут. Глюкоза предотвращает замерзание жидкостей организма в легкие морозы. Кроме того, североамериканская лесная лягушка Rana sylvatica не выделяет мочу во время зимнего суровости, поэтому содержание мочевины в ее крови увеличивается до пятидесяти раз. Пруд тритоны проводят от 3 до 4 месяцев, blindworms и сумматоров 4 до 5 месяцев, древесные лягушки и песка ящериц 5 до 6 месяцев в состоянии спящего режима.

Зимние состояния покоя у оленей

Недавно у местных оленей зимой также было обнаружено состояние покоя с падением температуры тела до 15 градусов по Цельсию. За счет снижения своей метаболической активности в фазе ночного отдыха животные могут лучше пережить холодное время года. Тесты Венского университета ветеринарной медицины показали, что на эти регулирующие механизмы температуры тела и обмена веществ влияет питание. Богатая белком пища, нетипичная для зимнего времени, может быть причиной излишне высокой метаболической активности зимой. Неподходящее зимнее кормление может привести к голоду весной, потому что обмен веществ не снижается, что, в свою очередь, приводит к ущербу, причиненному прогулками в лесу .

Исследователи из Университета ветеринарной медицины в Вене предполагают, что различие между гибернацией и гибернацией больше не имеет смысла, но что у большого числа млекопитающих есть ряд аналогичных регуляторных механизмов для снижения метаболизма и температуры тела, которые также могут быть Встречаются у тюленей и китов, их можно использовать при более длительных погружениях.

Условия спячки у птиц

Настоящая гибернация встречается только у млекопитающих , но состояния, подобные гибернации , также известны у некоторых птиц . Описана зимняя спячка ласточки . Даже колибри снижают метаболизм во время голодания или холода и впадают в оцепенение. В наших широтах молодые стрижи впадают в состояние несколько пониженной температуры тела, когда спят в периоды голодания . Однако периодов спячки у птиц меньше, чем у млекопитающих.

литература

  • Мартин Эйзентраут: Зимний сон с его экологическими и физиологическими побочными эффектами . Фишер, Йена, 1956.
  • Ральф Эльверт: Кардиореспираторные и метаболические реакции при входе в спячку у сони Glis glis . Görich and Weiershäuser, Marburg 2001, ISBN 3-89703-480-8 .
  • Герхард Кёртнер: Зимний сон и его влияние на энергетический баланс альпийского сурка (Marmota marmota) . Дисс. Марбург 1991.
  • Эрвин Кульцер: спячка. С 7 таблицами. Государственный музей естественной истории, Штутгарт, 1981.
  • Пол Ратс: Животные в спячке . Лейпциг ² 1977, 1979.
  • Лиза Варнеке: Секрет зимнего сна - Путешествие в потаенный мир . CH Beck Verlag, Мюнхен, 2017.
  • Ульрих Вебер (Hrsg.): Высший уровень биологии . Корнельсен, Берлин, 2009 г., ISBN 978-3-464-17183-7 .

веб ссылки

Commons : Гибернация  - коллекция изображений, видео и аудио файлов.
Викисловарь: гибернация  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы
Викисловарь: Гибернация  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Герхард Нойвайлер: Биология летучих мышей . 1-е издание. Тиме, Штутгарт 1993, ISBN 978-3-13-787401-0 .
  2. ^ Франц Крапп: Летучие мыши Европы . 1-е издание. AULA-Verlag, Wiebelsheim 2010, ISBN 978-3-89104-751-4 .
  3. ↑ a b Herder-Lexikon der Biologie, Том 8 Spini-Zz, страница 443, ключевое слово зимний отдых , Spektrum-Verlag, Гейдельберг, Берлин, Оксфорд, 1994.
  4. ↑ Проф. Вольф Вюнненберг: физиология гибернации. Издательство Пауля Парея, Гамбург и Берлин, 1990, ISBN 3-490-12118-X , стр. 40.
  5. ↑ «Шпигель : жизнь на самом маленьком пламени» от 2 января 2006 г., по состоянию на 23 февраля 2015 г.
  6. ↑ Фред А. Райзер: Птицы Большого Бассейна: Естественная история . University of Nevada Press, 1985, ISBN 0-87417-080-X , стр.305.