Sen zimowy zwierząt. Na czym polega i czym różni się od snu?

Sen zimowy zwierząt przez dziesięciolecia spędzał biologom sen z powiek. Musieli przespać się z niejednym problemem zwiniętego gryzonia czy sztywnego gada. Dzisiaj sezonowe sypialnie nie mają dla nich tajemnic. Jaki jest mechanizm snu zimowego zwierząt?

Snem zimowym potocznie nazywamy zarówno stan hibernacji, który naprawdę nie jest snem tylko letargiem, jak i zwykły sen zimowy, znacznie słabszy niż hibernacja. Znane są trzy rodzaje „snu” związanego z zimowaniem:

  • hibernacja,

  • torpor

  • sen zimowy.

Hibernacja jest najgłębszym z nich. Torpor to też letarg, ale znacznie krótszy, trwający jedną–dwie doby. Jest sposobem ucieczki przed drastycznie pogarszającą się pogodą. Wreszcie sen zimowy to sen trwający dłużej niż sen zwykły, ale i tak często przerywany.

Co się dzieje w organizmach zwierząt w śnie zimowym?

W stanie hibernacji przemiana materii zachodzi tylko w niewielkim stopniu: takim, aby mogły być utrzymane czynności życiowe. Paliwem dla tych przemian są zapasy tłuszczu. Termoregulacja organizmu jest wyłączona, przez co nawet u stałocieplnych ssaków temperatura ciała może spaść do poziomu temperatury otoczenia. Takie zjawisko nazywamy hipotermią. Maleje wtedy częstość oddechów i uderzeń serca.

W organizmach owadów pod wpływem spadku temperatury ciała wytwarzane są „antyzamarzacze”, czyli białka blokujące rozrost kryształków lodu. Dzięki temu zamarzające płyny ustrojowe nie rozrywają tkanek.

Temperatura ciała zwierząt nie mających podobnej ochrony nie może w czasie hibernacji spaść poniżej zera. Obniżenie temperatury ciała zwierzęcia o 10 stopni wiąże się ze zwolnieniem przemian energetycznych zachodzących w jego komórkach o 30–50 procent. Hibernacja nigdy nie trwa nieprzerwanie. Np. głęboko hibernujące nietoperze budzą się co 2–3 tygodnie.
W torporze temperatura ciała obniża się o kilka, kilkanaście stopni, ale na krótko. W tym czasie liczba uderzeń serca drastycznie spada.

We śnie zimowym temperatura obniża się bardzo nieznacznie lub wcale (u niedźwiedzi, które wbrew powszechnej opinii nie hibernują). Organizm prowadzi normalną gospodarkę zużywając zapasy białego tłuszczu. 

Tłuszcz zgromadzony przed zimą różni się od zwykłego. Tłuszcz biały zgromadzony pod skórą i wokół trzewi, to zwykły „tłuszczyk” zużywany we śnie do przemian energetycznych. Tłuszcz brunatny, odkładany pod skórą grzbietu w okolicy łopatek jest wysokoenergetyczny i ma służyć wybudzeniu zwierzęcia. Spala się bardzo szybko i wydajnie: w ciągu kilkunastu minut powstaje dzięki niemu energia, która wystarczyłaby do kilkugodzinnej zwykłej aktywności.

Kto śpi zimą?

Nie każdy wie, które ze zwierząt zapadają w sen zimowy. Krążą na ten temat różne mity. A jak jest naprawdę?

Hibernują:

  • nietoperze z umiarkowanych stref geograficznych,

  • jeże,

  • świstaki,

  • susły,

  • popielice,

  • orzesznice,

  • żołędnice,

  • chomiki

  • pieski preriowe.

Największym śpiochem wśród ssaków jest popielica, która nie śpi tylko przez 2–4 miesiące w roku. Jedynym hibernującym ssakiem z rodziny psów jest jenot.

W stan zwany odrętwieniem zimowym wpadają płazy (i ich larwy), gady, owady (i ich larwy), mięczaki i skorupiaki. Zwierzęta proste, takie jak np. nicienie czy wrotki wpadają w stan anabiozy, czyli wstrzymania procesów życiowych.

Myszy leśne i ryjówki zapadają w torpor. Młode jerzyki (ptaki) mogą zapaść w torpor nawet w razie złej pogody. Podobne zjawisko występuje nocą u kolibrów.

W sen zimowy nie zapadają bobry i krety. Piżmak amerykański żyjący na Dalekiej Północy zimę spędza  w jeziorach, które nie zamarzają do dna, a oddycha przez otwory wydrążone w lodzie. Nocą wychodzi na brzeg i szuka jedzenia pod śniegiem.

Pszczoły nie zapadają w hibernację, ale ich metabolizm zwalnia. Ryby w ogóle nie zapadają w hibernację, zagrzebują się tylko w mule. Nie śpią ptaki, większość ssaków drapieżnych, zwierzęta kopytne, no i człowiek.

Zwierzęta zapadają w sen w różnym czasie. Świstaki i jeże robią to, kiedy średnia temperatura doby osiągnie 11 stopni. Popielice zaczynają hibernację przy 14 stopniach (najczęściej w sierpniu), susły we wrześniu. Nietoperze i chomiki wpadają w hibernację z nadejściem pierwszych mrozów. Snem zimowym zasypiają po pierwszych przymrozkach niedźwiedzie i borsuki. Zmniejszająca się ilość światła powoduje u ssaków wydzielanie przez szyszynkę hormonu snu, melatoniny. Hormon ten obniża tempo metabolizmu.

We śnie zimowym zwierzęta przyjmują charakterystyczną dla całego gatunku pozycję. Na przykład hibernujące gatunki ssaków (z wyjątkiem nietoperzy) zwijają się w kłębek. Dlatego, że kula, przy najmniejszej powierzchni (przez którą oddaje ciepło) ma największą objętość. Można więc w niej schować wszystkie wystające części ciała.

Nietoperze mroczkowate zbijają się w bryły złożone z wielu osobników. Gacek wielkouch chowa uszy pod skrzydłami, a nietoperze podkowcowate szczelnie otulają się skrzydłami.

Gdzie śpią zwierzęta?

Chomiki w norach głębokich na dwa metry, niedźwiedzie w gawrach. Jeże pod gałęziami i w stertach liści.

Nietoperze na sklepieniach jaskiń, w piwnicach, na strychach, w studniach i grobowcach.

Owady na strychach, w piwnicach, w altankach, w szczelinach kory drzew i w ziemi.

Płazy w mule lub stertach kompostu, węże i jaszczurki w rozpadlinach wypełnionych liśćmi.

Z zimowego snu budzi zwierzęta nie tylko wzrost temperatury, ale i jej obniżenie. Silny chłód włącza mechanizm termoregulacyjny, po to by nie doszło do dalszego obniżenia temperatury ciała. Włączenie tego mechanizmu oznacza wybudzenie. Z drugiej strony zwierzęta budzi wzrost temperatury. Czasem do wybudzenia wystarczy spadek ciśnienia lub jakikolwiek bodziec. W przypadku jeża może to być dotknięcie, w w przypadku nietoperza wystarczy bliskość ciepłego ludzkiego ciała lub światło latarki.

Czy wiesz, że:

  • temperatura ciała zimującego chomika spada do kilku stopni powyżej zera;

  • śpiące świstaki obniżają temperaturę tylko o ok. 7 stopni;

  • serce jeża uderza 20 razy na minutę (8 razy wolniej), temperatura ich ciała spada z 34 do 4 stopni;

  • ani stary niedźwiedź, ani żaden inny nie zapada w hibernację. Niedźwiedzie śpią zwykłym snem zimowym, budząc się kilka razy w ciągu zimy;

  • długo uważano, że borsuki wpadają zimą w stan hibernacji. Okazało się jednak, że podobnie jak niedźwiedzie, śpią snem zimowym. Budzą się często jak na ten rodzaj snu, bo co kilka dni na posiłek. Jedzą wtedy i piją wodę, a kiedy ta zamarza, zjadają śnieg.

Tagi: sen zimowy,

Redakcja 21/06/2016

Zobacz koniecznie

Przeczytaj też

Nie przegap!