Какие животные впадают в спячку зимой: объяснения зоологов

Что такое спячка?

В кино и литературе анабиоз и подобные ему состояния — совершенно рутинное явление. Белоснежка впадает в спячку, съев отравленное яблоко, Фрай из Футурамы проводит в криогенной камере тысячу лет, а люди будущего совершают межзвездные перелеты, коротая время в гибернации — иногда по сотне лет, как герои «Пассажиров». В реальности, несмотря на то, что многие виды животных действительно обладают способностью к гибернации, создать такое состояние для человека искусственным путем — совсем не простая задача.

Множество терминов, относящихся к состояниям замедленного метаболизма — анабиоз, оцепенение, спячка, гибернация, торпор, диапауза, сопор — можно разделить на две большие категории: анабиоз и гипобиоз.

Слово «анабиоз» означает «возвращение к жизни», и это самое сильное замедление метаболизма, на которое способен живой организм. Лучше всего переживать неблагоприятные, смертельные для других организмов условия могут споры бактерий и цисты простейших, а также знаменитые своей поразительной живучестью тихоходки . В состоянии анабиоза эти мельчайшие организмы способны выдерживать экстремальные охлаждения до -217 градусов Цельсия, кипячение в течение нескольких часов, облучение и даже пребывание в открытом космосе.

Для более сложных организмов подобная «полная остановка» метаболизма невозможна, но в природе встречается много вариаций его замедления. Одна из них, оцепенение, встречается у пойкилотермных (холоднокровных, не поддерживающих постоянную температуру тела) животных — рептилий, земноводных, рыб, насекомых. Во время зимнего оцепенения температура их тела может опускаться ниже нуля. Животные, готовящиеся промерзнуть до костей, накапливают в клетках криопротекторные вещества — например, глицерин или сахарозу, чтобы защитить их от повреждений кристаллами льда.

Особый вид оцепенения, описанный очень подробно для насекомых, — диапауза — может наступать на любом этапе развития организма (онтогенеза), при этом развитие останавливается и откладывается до лучших времен.

Эти и другие формы пониженной функциональной активности, такие как спячка или гипотермия, объединяются термином гипобиоз. Он может быть как естественным — в виде адаптивного механизма, позволяющего организму подстраиваться под меняющиеся условия окружающей среды, так и искусственным.

Виды спячки животных

Различают следующие виды спячки:
— Суточная спячка (ночной сон или ночное оцепенение).
Суточная спячка (оцепенение) присуща колибри и некоторым видам летучих мышей. Днем эти виды животных активны, а ночью они замирают. Замедляются все процессы их жизнедеятельности, снижается температура тела и интенсивность дыхания. То есть в ночное время суток присутствуют все признаки спячки, которые исчезают с наступлением рассвета.

— Нерегулярная спячка. Такой вид спячки возникает при неожиданном наступлении условий, неблагоприятных для нормальной жизнедеятельности. Сон длится до восстановления привычных условий длЯ жизни.

— Сезонная спячка.
Некоторые виды животных впадают в зимнюю спячку (например, насекомоядные и грызуны), чтобы избежать холода и голода зимой, другие (животные пустыни), наоборот, прибегают к этому способу из-за чрезмерного повышения температуры или недостатка воды (засухи) летом. Летняя спячка встречается реже, чем зимняя.
Зимнюю спячку называют гибернацией, а летнюю – эстивацией. Это два вида сезонной спячки.

Зимний сон
Животным для того, чтобы они могли продолжать свой обычный образ жизни зимой, необходимо поддерживать постоянную температуру тела, а для этого нужно хорошо питаться и есть намного больше, чем в теплое время года. Но как раз зимой пищи богатой энергией мало, что может привести к гибели некоторых видов животных. Спасением в данном случае может стать большой зимний сон.
Зимняя спячка не наступает внезапно с наступлением холодов. Животные к ней тщательно готовятся.
Перед длительной спячкой они усиленно питаются, стараясь накопить побольше запасов питательных веществ в виде жира. В результате они «толстеют» на 30-40% по сравнению со своим привычным весом. Накопленный жир будет служить им долгое время запасом энергии, которую они будут расходовать очень аккуратно на протяжении всего периода сна.
У некоторых видов животных зимняя спячка может продолжаться более 6-8 месяцев в году.
При гибернации также важно и место для сна. Поэтому животные-сони перед спячкой прячутся в специальных убежищах с комфортным микроклиматом (берлогах, гнёздах, норах, дуплах и т. п.).
При длительной спячке некоторые животные временами (через определенные промежутки времени) просыпаются, чтобы оправить свои естественные потребности.
Но неожиданное пробуждение животного раньше срока может быть очень опасным для него, потому что животное, просыпаясь, быстро начинает тратить энергию на поддержание тепла тела (чтобы не замерзнуть) и может за короткий срок израсходовать все свои запасы энергии. И если в этот момент у животного нет возможности пополнить запасы энергии извне, то оно может погибнуть.

Летняя спячка
По своей сущности летняя спячка очень похожа на зимнюю с той лишь разницей, что животные, использующие ее, защищаются от несносной жары и засухи. Пересыхание водоемов делает невозможным существование в них животных обычным образом. Поэтому животные или покидают опасный район или некоторые из них впадают в летнюю спячку. Подобным образом поступают пресмыкающиеся и грызуны.

Зачем животным нужна спячка?

Всё довольно прозаично – состояние спячки нужно, чтобы пережить голодную зиму.

Конечно, не все животные переживают зиму в спячке. Их может убить экстремально низкая температура, истощение или просто случайно нашедший их укрытие хищник.

Рекомендуем: Вымирающие виды и почему животные исчезают

Как животные узнают о необходимости готовиться к спячке

Основными сигналами о подготовке к зимней спячке считаются уменьшение длительности дня и постепенное снижение температуры воздуха. Поводом для впадения в летнее оцепенение служит значительное повышение температуры с отсутствием влаги. Животное в ответ на эти изменения начинает искать укромное место, где бы ему было комфортно отдыхать. Это явление получило название фотопериодизм.

Звери зимой

Холодный период дикие звери проводят по-разному. Зайцы меняют свои шубки серой окраски на белые, чтобы их на снегу не заметили хищники. Они скачут по лесным тропинкам, поедают веточки и кору деревьев, достают из-под снега сухую траву. Лиса к зиме также отращивает теплую шубу. В холодные месяцы она питается мышами, птицами, зайцами, крадет кур из курятников.

Белки летом готовят себе запасы в глубоких дуплах деревьев. Благодаря этому в голодное время они легко находят себе пропитание. Когда наступают холода, зверьки забираются в гнезда. Белки зимой находятся в полудремотном состоянии и выбираются наружу только для того, чтобы поесть. Шубки их также меняют цвет, они сереют.

В зимнее время многие грызуны засыпают. Исключение составляют кроты, которые из-за высокого метаболизма не могут долгое время обходиться без еды. Рацион этих животных состоит в основном из дождевых червей и личинок насекомых. Чтобы найти пищу, кроты роют норы на глубине 5 -10 см. Летом они делают запасы на зиму: прячут в определенных местах под землей червяков и личинок. При наступлении холодов кроты не теряют активности: роют землю, поедают заготовленных насекомых и ищут новых. В сильные морозы, когда земля промерзает, найти пищу становится сложно, поэтому многие из них погибают от голода.

Звери, впадающие в спячку, готовятся к холодам заранее. Чтобы благополучно пережить тяжелый период, летом они активно питаются и накапливают жировые запасы, подготавливают убежища.

Список животных, впадающих в спячку

• Грызуны
• Малый карликовый лемур
• Медведь
• Ёж обыкновенный
• Американский белогорлый козодой
• Австралийская ехидна
• Австралийский опоссум-пигмей
• Енот-полоскун
• Чилийский опоссум
• Летучая мышь
• Хомяк
• Соня
• Сурок
• Бурундук
• Суслик
• Барсук
• Лягушки
• Черепахи

Барсук

Сон барсука очень схож со сном медведя. Все его жизненные процессы протекают в том же ритме, а за пару месяцев до первого снега он набирает вес и всё его гнездо готово к спячке. Когда барсук последний раз залезает в нору, он закрывает вход землей, ветками и отправляется спать в свою камеру. Если в общем гнезде переживают зиму несколько барсуков, то каждый из них спит в своей камере. Просыпаются барсуки, когда отметка на термометре будет выше 0 и такая погода устаканится. Если человек обнаружил логово барсуков, то лучше не стоит это трогать. Пробуждение барсука зимой очень плохо для него, ибо потом не факт, что он уснет. Тогда он погибнет.

Сурки

«Спит как сурок» – это выражение возникло не напрасно, потому что зверек проводит в состоянии замедленного обмена веществ 2/3 части года (до 9 месяцев). К спячке он готовится заранее, накапливает жир. Обычно, довольно подвижные, перед самой спячкой они бегают и ходят мало, а за несколько дней до сна и вовсе есть перестают.  Заделав вход и сгрудившись в «спальне», семейство надолго остается неподвижным. В минуту около двух вдохов и 3-5 ударов сердца (тогда как летом их пульс равен 88-140 ударам), температура их снижается часто до 0 °C – как тут поворочаешься.

Ёж

Т.к ёжик питается насекомыми, то он не собирает себе запасы на зиму. Он все это ест в быстром темпе и набирает большое количество жира. Опять же, все происходит в середине осени. За несколько дней до заморозков ёж находит себе убежище в почве или в густых зарослях, накрывает себя сверху хворостом, ветками, листьями и впадает в спячку. Просыпается он весной. При нахождении ежа — проходите аккуратно мимо, а лучше просто тихо свернуть назад. Не подходите к нему, не наклоняйтесь и не трогайте! Не заставляйте бедного ёжик страдать от холода, если он проснётся.

Толстохвостый карликовый лемур

Толстохвостый карликовый лемур, широко известный как западный толстохвостый карлик лемур, является эндемичным видом Мадагаскара. Толстохвостый карлик лемур-единственный известный Мадагаскарский примат, впавший в спячку. Это единственный примат, который полностью засыпает во время спячки в своей естественной среде, и они спят семь месяцев. Сердцебиение этих зимующих животных падает со 180 ударов в минуту до четырех ударов в минуту, а частота дыхания также замедляется до одного вдоха каждые 10-15 минут. Лемур также числится как одно из самых странных животных, встречающихся только в Африке.

Хомяки

Могут впадать в оцепенение при понижении температуры окружающей среды до 10 °C, но это не настоящая спячка. Они остаются относительно активными, но все показатели обмена веществ их тела замедляются до минимума. Внешне это проявляется в окоченении тела и неподвижности в течение нескольких часов в сутки. Оставшуюся часть суток хомячки проводят в поисках пищи.

Летучие мыши

Насекомоядным летучим мышам на зиму также приходится впадать в спячку. Подготовку к продолжительному сну они начинают еще осенью, активно поедая жуков и бабочек. С приближением холодов рукокрылые начинают искать место для зимовки. Зимовать они любят в компании, поэтому собираются стаями из десятков, сотен и даже тысяч особей. Для «квартир» животные выбирают укромные места, где не слишком холодно и достаточно влажно. Идеальное место для них — пещеры, но нередко зимующих летучих мышей можно встретить в дуплах деревьев, на чердаках, и в сараях. Животные спят вниз головой, уцепившись лапками, прикрывшись крыльями и плотно прижавшись друг к другу. Их сон имеет следующие особенности:

• жизнедеятельность практически полностью прекращается;
• дыхание становится редким — до 1 вдоха за 15 минут;
• температура тела падает до 3−4 ºС;

В зависимости от состояния окружающей среды, летучие мыши спят от 2,5 до 8 месяцев. Не все рукокрылые на зиму остаются в средней полосе. Некоторые из них собираются в стаи и летят, подобно птицам, в Крым, на Кавказ, в Турцию, на Балканы. Там они забираются в пещеры и спят до наступления весны.

Змеи

Почти все змеи впадают в спячку в какой-то момент в течение года. Тем не менее, их спячка зависит от их местоположения и вида. Например, змея в Миннесоте впадет в спячку на месяцы, а змея в Техасе будет нуждаться в ней всего на несколько недель. Североамериканские ядовитые змеи, такие как погремушки, медноголовые и щитомордники, зимуют только тогда, когда погода становится холодной. Пещеры, глубокие расщелины на скалистых склонах, дыры под корнями дерева или внутри гниющего бревна, а также сараи или дыры под домами, являются одними из наиболее распространенных мест зимовки змей. Норы грызунов являются наиболее распространенным местом для спящих змей. Несколько видов змей также проводят холодную зиму группами, так как это может помочь сохранить тепло друг другу. Тощая змея не переживет зимней спячки, и ей нужно откормиться до начала процесса.

Черепахи

Черепахи – это хладнокровные животные, а это значит, что они не могут производить свое собственное тепло. Вот почему для них жизненно важно впадать в спячку, когда температура начинает падать. Продолжительность зимней спячки варьируется от одного вида черепахи к другому. Например, коробчатые черепахи зимуют около четырех месяцев.

Интересно, что пресноводные черепахи предпочитают зимовать в воде, где их температура остается стабильной и не опускается ниже нуля. Пресноводные черепахи, впадающие в спячку, зависят от накопленной энергии в холодные месяцы и поглощают кислород из воды в пруду, перемещая его по частям тела, наполненным кровеносными сосудами. Это позволяет черепахам получать достаточное количество кислорода для удовлетворения их потребностей без помощи легких.

Медведи

Когда речь заходит о животных, которые впадают в спячку, медведи первые, о ком вспоминают многие люди. На самом деле они не совсем впадают в спячку, а скорее в оцепенение. Ведь температура их тела практически не понижается, и в любое благоприятное для этого время они могут проснуться. Медведи впадают в оцепенение в зимние месяцы только в том случае, если они живут в холодных районах.

Есть только 4 вида медведей, которые находятся в спячке, включая американского черного медведя, азиатского черного медведя, бурого медведя и белого медведя. Во время этого процесса они не едят и не пьют в среднем около 6 месяцев, а также редко мочатся или испражняются. Что касается беременной медведицы, то она также может рожать и кормить своих детенышей в период зимней спячки.

Мама-медведица проснется в январе или феврале, чтобы родить своих детенышей. Дети и мамы останутся в берлогах, пока мама-медведица не сможет вытащить их на первое приключение. Когда медведи снова выйдут из своих берлог, они будут питаться животными, которые не пережили зиму. Они также будут охотиться на других животных вместе с ягодами, насекомыми и орехами. Что же касается тех, кто живет вблизи воды, то лосось будет их ежедневной пищей.

Суслик

Вот уж кто любит поспать, так это суслик. Родственник белки.  В зимнее время он впадает в оцепенение и может находиться в таком состоянии более 6 месяцев. Но самое интересное если летом суслику будет мало пищи, то он может залечь и в летнюю спячку.

Летняя спячка по-научному называет «эстивация».

Питаются суслики корешками и листьями растений, травами, зернами, семенами.

Суслики отличные копатели. Они вырывают себе норы глубиной до 3 метров. Ну а длина такой норки может достигать 15 метров. В норке устраивается гнездо, которое выстилается травой и листьями. В этом гнезде суслики рождают потомство и спят зимой.

Спят зверьки, сидя на задних лапках, голову они опускают к брюшку и накрываются хвостом. И спят очень глубоко. Разбудить их не может ни громкий звук, ни небольшое потепление.

На ощупь спящий суслик совсем холодный, его ступни становятся белыми. Если в состоянии бодрствования суслик вдыхает 150 раз в минуту, то в оцепенении всего 1 раз за 8 минут. И температура тела снижается очень сильно, иногда до – 3 градусов.

Во время спячки суслики теряют до половины своего веса. Поэтому животным обязательно нужно хорошо питаться перед долгим сном, чтобы накопить побольше жира и мышечной массы. Иначе зиму можно и не пережить.

Чем можно дополнить проект, чтобы сделать его еще краше? Например, стихотворениями про зимующих животных. Некоторые вы можете услышать в одном из выпусков программы «В гостях у Дуняши», который я для вас отыскала.

Анабиоз пресмыкающихся и земноводных

Все пресмыкающиеся, обитающие в средней полосе, впадают в зимнюю спячку. Это связано с низкими температурами, при которых холоднокровные становятся вялыми и неактивными. На зиму змеи прячутся в земляные пещеры, в пустоты, образующиеся возле корней деревьев и в другие места, где до них не смогут добраться враги. Нередко там собирается большое количество особей, зачастую даже разных видов, которые свиваются в огромные клубки.

В отличие от теплокровных животных, змеи не греются друг о друга, так как их тела остывают почти до температуры окружающей среды, жизненные процессы бывают максимально заторможены. Количество собирающихся вместе пресмыкающихся связано с тем, что подходящих убежищ мало. Некоторые «зимние квартиры» змеи используют многие десятилетия.

В северных областях зимовка пресмыкающихся продолжается 7−8 месяцев, в южных она намного короче. При оттепелях змеи могут выползать наружу и греться на солнышке, а затем забираться обратно в убежище. Большинство ящериц также впадает в спячку. Они зарываются в почву, забиваются в щели или в норы.

Лягушки зимой также засыпают. Организм этих земноводных обладает удивительной способностью принимать температуру окружающей среды, и кислорода им практически не требуется. Разные виды лягушек зимуют по-своему. Обитательницы водоемов ныряют на дно и зарываются в ил. Реки и пруды не промерзают насквозь, поэтому лягушки благополучно доживают до весны.

Жабы, квакши и тритоны на зиму заползают в мох, прячутся под корнями деревьев, забираются в норы. Часто они собираются на зимовку по несколько особей, так как подходящие места подобрать трудно. Но заснувшие животные не остаются в безопасности. В озерах и прудах лягушки становятся жертвами хищных рыб, а в морозные зимы амфибии массово гибнут. Но весной, когда снег сходит и земноводные оживают, они спешат к водоемам, где у них рождается молодь.

Спячка животных — это удивительный механизм, который выработался в результате эволюции. Он позволяет пережить холодное и голодное время, а весной — благополучно проснуться.

Как спят теплокровные?

Гомойотермные — теплокровные — животные впадают в спячку, чтобы переждать неблагоприятные условия. Зимняя спячка (гибернация) помогает переждать холода и недостаток пищи, а летняя (эстивация) — жару и засуху. Впадая в спячку, гомойотермные животные фактически теряют на время способность поддерживать температуру тела, поэтому их еще называют гетеротермными, поскольку иногда они теплокровные, а иногда нет.

Во время спячки замедляется дыхание, сердцебиение и нервная деятельность, а температура тела снижается. В спячку впадают некоторые грызуны, насекомоядные, летучие мыши, медведи и даже птицы. Считалось, что приматы не впадают в спячку, пока в 2004 году не выяснилось , что толстохвостый лемур (Cheirogaleus medius) семь месяцев в году проводит в спячке, спрятавшись в дупло, чтобы пережить жаркий сезон на Мадагаскаре.

У разных животных продолжительность спячки может сильно различаться: желтый суслик (Spermophilus fulvus) спит около девяти месяцев, а колибри (Eulampis jugularis) — всего сутки; у бурого медведя температура тела падает до 31 градуса Цельсия, а у земляных белок рода Xerus до -2.

Важно понимать, что спячка — это не глубокий сон, а совершенно другой физиологический процесс. Более того, у большинства животных периоды низкого метаболизма (torpor) во время спячки каждую неделю или две сменяются периодами обычного сна — при этом у них повышается температура и изменяется активность мозга. На эти периодические «пробуждения» тратится до 90 процентов всей энергии, затрачиваемой на спячку, а значит, они очень важны для организма.

Спячка также не является комой. Сильное патологическое торможение работы центральной нервной системы во время комы вызывает нарушение согласованности работы всех систем организма, пульс может как учащаться, так и замедляться, нарушения кровообращения мозга могут вызвать необратимые изменения. Спячка же — это слаженный регулируемый процесс. Создание искусственной спячки для млекопитающих затруднено в том числе потому, что ее механизмы разнообразны и не до конца изучены. Рассмотрим этот процесс на примере сусликов.

Тихоходки способны замещать жидкость в своем теле специальным стекловидным веществом, и это помогает им пережидать засушливые времена