Лисы впадают в спячку почему и когда. Не спящие зимой дикие животные
Как вы думаете, почему животные впадают в спячку?
\r\nДалеко не все существа с наступлением холодов могут продолжать проявлять активность. Другим же такое явление, как спячка, помогает не умереть голодной смертью. Некоторые животные в спячке переживают даже период беременности, потомство воспроизводится на свет по истечению этого процесса.\r\n\r\nВ такой период температура тела животного значительно понижается (в индивидуальных случаях, повышается или спадает мало, как у бурого медведя), а их организм использует ресурсы, накопленные в период теплого периода.\r\n\r\n \r\n
\r\nВ первую очередь, в зимний сон впадают такие животные, как медведи (в это время температура их тела варьируется около нуля градусов Цельсия, но организм вырабатывает такие ресурсы энергии, чтобы вернуть животное к полноценной жизни), еноты, барсуки, ежи, подковоносы (спят, укрывшись своими крыльями).\r\n\r\n\r\n\r\nЧаще всего в такой «сон» впадают представители млекопитающих: грызуны, сумчатые, некоторые особи лемуров (хотя долгое время считалось, что приматы зимнюю спячку не впадают, как выяснилось, малый карликовый лемур находится в спячке 7 месяцев из двенадцати), сумчатые.\r\n\r\nОшибочно мнение, что в спячке могут находиться птицы, за исключением птичек по характерному названию дремлюги. В отсутствие родителей, птенцы стрижей также составляют это исключение. Долгое время также считали, что гигантская акула проводит зимний период времени именно так. Но оказалось, что это существо просто перемещается по глубинам океана в поисках более подходящего места для питания. А вот такие рыбы, как ерш, осетр, карп и окунь предпочитают уходить в самые глубокие точки воды. Пробуждаются они ближе к наступлению тепла, приблизительно в апреле, когда температура воды достигнет приблизительно десяти градусов выше нуля.\r\n\r\n
\r\n\r\nЛетучим мышам после зимней спячки приходится, в прямом смысле этого слова, отмерзать. Температура их тела в это время может достигнуть -5 градусов.\r\n\r\n
\r\n\r\nЛягушки зарываются глубоко в землю или под опавшие листья. Интересно животное тем, что у него перестает биться сердце, так же, с наступлением тепла, оно приобретает привычный ритм.\r\n\r\n
\r\n\r\nЕжи – самые теплолюбивые представители фауны, выходят из зимней спячки позже всех, уже ближе к середине марта. Холод они переносят крайне болезненно, так, не успев «запастись» достаточным количеством жира и необходимых веществ, еж может умереть, так и не дождавшись своего пробуждения.
Управление образования
Администрации Миасского района
муниципальное общеобразовательное учреждение
Миасская средняя (полная) общеобразовательная школа № 9
Миасского района Челябинской области
Зимняя спячка у животных
Работу выполнил Хуснутдинов Тимур,
Учащийся 3-в класса
МОУ Миасской средней
Руководитель Корк Ольга Николаевна,
учитель начальных классов
МКОУ Миасской средней
Миасс 2011
Тема исследования: Зимняя спячка у животных
Цель исследования – изучить, что такое зимняя спячка у животных.
Задачи:
Изучить такое явление, как зимняя спячка у животных;
Почему животные впадают в спячку;
Узнать, какие животные впадают в зимнюю спячку.
Предмет исследования : животные, впадающие в спячку.
Объект исследования : явление спячки у животных;
Методы исследования: изучение и анализ научно – популярной литературы, посещение зоопарка города Челябинска, консультации ветеринара по уходу за домашними животными, впадающими в спячку.
План
Что такое спячка? Типы спячек;
Какие животные впадают в спячку;
Причины, по которым животные впадают в спячку;
Личные исследования и наблюдения;
Вывод.
Что такое спячка?
Зимняя спячка у животных - период замедления жизненных процессов в организме животного, связанный со снижением температуры окружающей среды и малодоступности пищи.
Характеризуется снижением температуры тела животного, замедлением дыхания и частоты сердцебиения.
Различают летнюю и зимнюю спячку. Летняя спячка характерна для многих пустынных и полупустынных грызунов (сурки, суслики) и некоторых рептилий (ящерицы), которые благодаря этому могут благополучно переживать самое засушливое и голодное время. Зимняя спячка характерна для некоторых грызунов, насекомоядных (ежей), а также для бурого медведя - это биологическое приспособление для переживания неблагоприятного сезона года (отсутствие достаточного количества пищи, похолодание).
По степени оцепенения многие ученые различают три типа зимней спячки:
1) легкий , выражающийся в легком оцепенении, которое легко прекращается (еноты, барсуки, медведи, енотовидные собаки). Например, в теплые зимние дни или в случае опасности медведь просыпается и даже выходит из берлоги, а затем снова засыпает в той же берлоге или в другом месте;
2) полное оцепенение , сопровождающиеся пробуждением только в более теплые зимние дни (хомяки, бурундуки, длинноухие ночницы - летучие мыши);
3) настоящая непрекращающаяся зимняя спячка , представляющая собой стабильное, продолжительное оцепенение (суслики, ежи, сурки, тушканчики, сони и большинство видов летучих мышей) .
Животные, впадающие в спячку
Медведь Ёж обыкновенный
Летучая мышь Сурок
Бурундук Суслик
Енот Бурундук
Земноводные Барсук
Причины, по которым животные впадают в спячку
Настоящая спячка чем-то похожа на смерть и не имеет ничего общего с обыкновенным сном. Когда животное находится в зимней спячке, вся его жизненная активность падает практически до нуля. Температура тела животного становится всего лишь чуть выше окружающего воздуха.
Вот почему животные расходуют свои пищевые запасы, накопленные в теле, очень-очень медленно. Поскольку они потребляют меньше топлива, то и нуждаются в меньшем количестве кислорода, и в результате их дыхание замедляется, а сердце еле бьется. Если температура в берлоге становится очень низкой, находящееся в спячке животное просыпается, зарывает себя поглубже и засыпает снова.
Животные, которые впадают в зимнюю спячку, не делают запасов пищи на зиму. Но они накапливают за теплое время года жир в своем теле, позволяющий при резком снижении жизнедеятельности благополучно существовать длительное время без питания. Так что когда они долгое время не могут найти себе еду, то глубоко заползают в свои норы и засыпают.
Спячка проходит обычно в норах, логовах, глубоких расщелинах, где меньше сказываются резкие колебания температуры и влажности и создается благоприятный микроклимат.
Во время зимней спячки все виды млекопитающих лежат неподвижно в своих норах, свернувшись в клубок. Зимние квартиры многих млекопитающих - это естественные пустоты стеблей и дупла деревьев. Животные проводят так целую зиму, питаясь запасенным жиром.
В природе основными стимулами для впадения в состояние зимней спячки являются понижение температуры, уменьшение продолжительности дня и отсутствие кормов.
Вывод:
Природа придумала замечательное приспособление, чтобы спасти свои детища - живые организмы от неблагоприятных условий.
Она устроила так, что растения и животные просто "выключаются" из активной жизнедеятельности, когда жить нормально становится невозможно.
Животные могут пережить холодную зиму за счет того, что погружаются в спячку. Длительность спячки - приспособление пережить зимнее отсутствие кормов и холода.
Литература
«Ильменский заповедник» под ред. Е.М. Николаевой, Челябинск, 1991;
«Большой атлас природы России» под ред. И. Копыловой, Москва, 2003;
«Большая детская энциклопедия» под ред. М. Морозова, Москва, 2005;
Википедия, www .wiki .org
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. и куцехвостые сумчатые крысы, живущие на Тасмании — единственные из немногочисленных , 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».
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.
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.
фото:Ben Dunster
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. , что спит, делает только два вдоха на минуту, его сердце способно сокращаться только раз в 12 секунд, а иногда даже останавливаться на целую минуту.
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 .
Большие , 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.
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, 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.
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.
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Наука
Некоторые животные способны впадать в спячку. Они проводят свой день питаясь, занимаясь сексом, а когда приходит зима, они сворачиваются и пережидают, когда погода прояснится. Но способны ли люди впасть в такое же состояние?
Животные и спячка
Во-первых, стоит разобраться в термине. Хотя люди часто его используют в разговоре о любом сонном состоянии у животных, истинная спячка - это очень специфическое состояние, характеризующееся глубоким снижением обмена веществ, поглощения кислорода и частоты сердечного ритма . Ученые классифицируют спячку на: сезонную и настоящую непрерывную спячку, в зависимости от глубины сна.
Центральная температура тела животного, впавшего в спячку, падает до крайне низких отметок, иногда совпадая с температурой на улице. По мере того, как охлаждается организм, замедляется и обмен веществ. Это снижает потребности в кислороде, дыхание тоже замедляется, иногда до 1-5-ти вдохов в минуту.
Частота сердечного ритма также может свестись к нескольким ударам в минуту. Все это способствует максимальному сохранению энергии
, что вызвано необходимостью поддерживать себя ограниченными запасами жира. Истинные животные, впадающие в спячку, не засыпают на всю зиму и периодически встают, чтобы размяться, поесть то, что они сохранили, и привести себя в порядок.
Животные входят в этот режим сохранения энергии для того, чтобы переждать длинные периоды крайних условий окружающей среды, как например отсутствие еды и воды, или очень высокие или низкие температуры.
Люди способны справится в таких ситуациях, так как у них есть консервированная еда, выращенные в теплицах овощи, кондиционеры воздуха, обогреватели и теплые свитера. Нашему организму попросту не нужно впадать в спячку, и мы к этому полностью не приспособлены . Однако ученые продемонстрировали несколько способов, с помощью которых люди входили в состояние, близкое к спячке.
Люди, впадавшие в спячку
Существует множество задокументрованных случаев, когда люди входили в состояние, близкое к спячке у животных. В октябре 2006 года, спасатели нашли японца Мицутаку Учикоши (Mitsutaka Uchikoshi) спустя 24 дня после того, как он пропал в западной части горы Рокко в Японии. Когда они его нашли, у него не было признаков пульса и дыхания, а температура тела упала до 22 градусов по Цельсию . Врачи позже подтвердили, что его обмен веществ практически остановился. Когда же он проснулся, без признаков повреждения мозга и других длительных негативных последствий, он объяснил, что последнее, что он помнил, был удар головой. Все время, что он отсутствовал, он находился в бессознательном состоянии без еды и воды. Врачи, которые его лечили, заявили, что быстрое наступление гипотермии замедлило процессы в организме и возможно спасло ему жизнь.
Похожая история произошла с норвежским лыжником, который упал в ледяную воду и проснулся совершенно невозмутимым, после того, как у него не наблюдалось ни сердцебиения, ни дыхания, а температура тела достигла 13,9 градусов по Цельсию. Другой случай произошел с канадским ребенком, который потерялся холодной ночью, и которого затем привели в чувство, после того как он охладился до 16 градусов, пробыв без сердцебиения полных два часа
.
В 1970-х годах во время эксперимента йог Сатямурти (Satyamurti) заточил себя в маленькой подземной яме в состоянии глубокой медитации в течение 8-ми дней , пока за ним наблюдали с помощью электрокардиограммы. Вначале сердцебиение йога было нормальным, а затем на какое-то время увеличилось до 250 ударов в минуту. К вечеру второго дня электрокардиограмма перестала показывать активность и оставалась такой пока йога не извлекли на последний день. Ошеломленные исследователи которые следили за йогом были уверенны, что в аппаратуре были какие-то сбои, но не смогли найти другого объяснения кроме того, что сердце йога остановилось или электрическая активность упала ниже записываемого уровня.
Последствия спячки
Все это говорит о том, что наш организм обладает некоторыми способностями к спячке. Но, как и было уже сказано, нам это не нужно, и наше тело полностью к этому неприспособлено. То, что нас удерживает от состояния спячки, на самом деле является довольно большими препятствиями. Так, например, ученые из Лейпцига несколько лет назад выяснили что мозг, впадающих в спячку сусликов содержит клетки мозга с измененными белками, которые похожи на те, что присутствуют в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.
Синапсы, соединяющие нейроны мозга, также деградируют. Но в отличие от сусликов, у которых не обнаруживается повреждений мозга после спячки, функции мозга человека в таком же состоянии продолжают ухудшаться .
Но все же спячка по заказу может быть полезна для людей и не только для того, чтобы переждать зиму. Вызывая спячку у пациента, попавшего в аварию, можно было бы избежать сильной потери крови и разрушения клеток по пути в больницу . Это также откроет возможности для космических исследований . Так, например, космонавты, могли бы проспать много лет, чтобы добраться до дальних планет.
Как ввести в спячку
Исследователи пытались найти разные способы подключить режим спячки у животных. Одним из них является присоединение сероводорода, который уменьшает потребность в кислороде и замедляет обмен веществ . Так в 2005 году два американских исследователя впервые ввели лабораторных мышей в спячку, заставив их вдыхать большие дозы сероводорода. Их обмен веществ замедлился, температура упала и они сразу же вышли из спячки, после того как сделали большой вдох кислорода несколько часов спустя.
Хирурги из Массачусетской больницы в США решили прибегнуть к другому методу в эксперименте на Йоркширских свинках. После введения свинкам анестезии и поранив их, что привело к сильному шоку и большой потере крови, хирурги быстро охладили тело свинок до 10 градусов по Цельсию и наполнили их вены раствором для сохранения органов для пересадки
. К тому моменту, свинки были почти мертвы. У них практически не было сердцебиения, сильно снизился кровоток и не наблюдалось электрической активности мозга. Хирурги прооперировали подопытных от ранений, а затем их оживили, подняв температуру тела с помощью закачивания теплой крови. Свинки вернулись в прежнее состояние без серьезных физических или когнитивных нарушений.
И хотя все это звучит невероятно и внушает надежду, мы еще довольно далеки от момента, когда человека можно будет ввести в состояние спячки простым и надежным способом . Другие эксперименты на овцах и свиньях с вдыханием сероводорода провалились, возможно, потому, что этот метод не действует на более крупных животных, включая нас.
Опыт же, проведенный на свинках, по понятным этическим причинам невозможен. Но возможно наука продвинется вперед, и мы сможем впадать в спячку во время операций или на время полета на Юпитер.
Тогда как одни животные впадают в зимнюю спячку, чтобы избежать холода зимой, другие прибегают к такому же способу, сталкиваясь с необыкновенным повышением температуры или во время жесткой засухи летом. Летняя спячка встречается реже, чем зимняя, и получила название – эстивация. Эстивация опасна для различных животных, и иногда, например в случае длительной засухи она может длиться годами.
Спрятавшиеся от жизни в кокон
Самые известные животные, впадающие в летнюю спячку, - это африканские протоптеры. Эти рыбы – бурый протоптер (Protopterus annectens) и тёмный протоптер (P. dolloi), обычно обитают в болотах и реках. Во время жары водоёмы могут полностью высыхать и оставаться пересохшими на протяжении многих месяцев. С началом засухи протоптеры в мягком иле, или на дне водоёма роют норку, заканчивающуюся более широкой камерой. Там рыба остаётся до тех пор, пока уровень воды не достигнет входа в норку. После этого вход в норку запечатывается пористой, пропускающей воздух земляной пробкой. Теперь даже без воды протоптеры не погибнут, так как быстро выделяют вокруг себя большое количество густой слизи, которая затвердевая, образует внутри камеры защитный кокон. Используя проходящий в камеру воздух, протоптеры могут дышать и, если это необходимо, оставаться погребёнными в этом состоянии многие месяцы.
Учёными отмечен случай, когда живые рыбы были выкопаны и извлечены из слизистых коконов, - они пролежали в них без доступа воды более четырёх лет. Протоптеры были, конечно, истощены, но живы.
Как только заканчивается засуха и в новый в новый сезон дождей болота наполняются водой, бурый протоптер просыпается, выбирается из кокона и начинает нормально питаться.
Для того чтобы вывести рыбу из состояния спячки, достаточно шума, падающих капель дождя. Сельские жители Судана, для которых протоптер – популярный деликатес, обманывают рыбу, заставляя её выбраться из подземных камер. Незадолго до начала сезона дождей они отправляются на пересохшие водоёмы, где протоптеры уютно устроились в своих коконах, и начинают громко и отрывисто стучать пальцами по тыкве. Этот шум напоминает шум капель дождя, стучащих по илу, и побуждает протоптера выйти из летней спячки. Когда рыба пробуждается, она издаёт характерные хрюкающие звуки. Когда люди слышат эти звуки, они быстро раскапывают землю и хватают застигнутых врасплох протоптеров. Но не все протоптеры способны впадать в летнюю спячку – разогуб (Neoceratodus forsteri) из Австралии погибает, если его речной дом пересыхает. Похожая на угря южноамериканская рыба лепидосирен, или чешуйчатник (Lepidosiren paradoxa)? Так же впадает в летнюю спячку. Его нора располагается в илистом дне озёр или болот с выходом на воздух, но в отличие от своих африканских родственников чешуйчатник не делает кокона.
Оставшиеся в живых
На протяжении летней спячки метаболизм в организме протоптера заметно снижается. То же самое происходит при настоящей зимней спячке, и всё это позволяет рыбе выживать. Для того чтобы выжить протоптер использует разнообразные физиологические приспособления, позволяющие значительно продлить время физического заточения в коконе. Лишенный возможности питаться, он получает энергию другим путём, который называется аутоканнибализм или аутофагия. В процессе аутофагии организм рыбы активно переваривает часть тканей своего тела, в особенности свои мышцы. Так, один протоптер, которого обследовали непосредственно перед тем, как он себя «запечатал», имел длину 40,6 см, а затем, через шесть месяцев «заточения», стал короче. Его длина уменьшилась до 36,5 см, а вес соответственно с 347 – до 289 г. Спустя два месяца после выходы из кокона эта рыба снова приобрела свои начальные пропорции.
Ещё более удивительной является способность протоптера избегать опасного воздействия токсичных продуктов собственной жизнедеятельности. Поскольку, находящемуся в коконе протоптеру некуда выбрасывать свою мочу, его почки рециркулируют из мочи воду и удерживают в себе токсичные компоненты. Почки рыбы развили невероятную устойчивость к ядовитым компонентам мочи и способны увеличивать их концентрацию до более чем 20 000 частей мочевины на миллион без вредного воздействия. Для сравнения следует напомнить, что концентрация более чем 10 частей мочевины на миллион, как правило, смертельно для большей части позвоночных. Когда протоптер возвращается в воду, его почки выделяют запасенную мочевину и рыба возвращается к нормальной жизни.
Летняя спячка у прочих
Сухопутные рыбы избегают высокой температуры воздуха, оставаясь спать в своих норках до тех пор, пока условия не оказываются более благоприятными.
Похоже, земляные черви впадают в летнюю спячку во время особенно жаркого лета, вырыв камеру глубоко в почве и свернувшись спирально внутри. И многие сухопутные улитки, особенно пустынные обитатели, втягиваются внутрь своих раковин для избежания высыхания в условиях сухого лета, выделяя специальную мембрану на отверстии раковины, которая уменьшает испарение. Они могут оставаться закрытыми таким образом при необходимости на годы, до тех пор, пока не возвратятся дожди.
Торпор
Зимняя спячка – наиболее распространённый среди животных, но не единственный способ пережить холода. Например у многих видов колибри при понижении температуры воздуха наступает оцепенение, или торпор, которое так же называется торпидностью, или оцепенением. Это явление может рассматриваться как разновидность ночной спячки.
Такие крошечные создания, как колибри, имеют исключительно высокий уровень обмена веществ, и так как они большей частью питаются на лету, то на сбор пищи расходуют значительное количество энергии. Кроме того, из-за очень маленьких размеров эти птицы не могут хранить в своём теле сколь-нибудь значительные запасы питательных веществ. В дневное время, когда температура окружающей среды высока и пищи в виде цветочного нектара и крошечных насекомых достаточно, такие особенности физиологии не причиняют неудобств. Но что происходит ночью?
Живущие без полуночной закуски
Во-первых, колибри не видят в темноте и не могут найти пищу. Во-вторых, если бы даже они и видели, но цветы, нектар которых служит им основной пищей, закрываются на ночь, а дневные насекомые прячутся. Кроме того, ночью холодает, и для поддержания высокого уровня обмена веществ и температуры тела колибри нуждалась бы в большем по сравнению с дневным количестве пищи. Очевидно, что такое стечение обстоятельств привело бы птиц к смерти, но каждую ночь колибри впадают в оцепенение – подобное сну состояние, похожее на зимнюю спячку. В этот период температура их тела резко понижается, у некоторых видов на 30 °С. На следующее утро, когда температура воздуха повышается до своего обычного дневного уровня, то же происходит и с температурой тела колибри, и птицы, выходя из состояния оцепенения, начинают активно кормиться. Столь удивительная и эффективная физиологическая стратегия известна под названием гетеротермии.
Температура воздуха, вызывающая оцепенение колибри, часто взаимосвязана с высотой местности над уровнем моря. Повсеместно, чем выше обитание птиц, тем холоднее и ниже температура, приводящая к оцепенению. Колибри Андская горная звезда (Oreotrochilus estella), обитающая в горах на высотах 3800 - 4200 м над уровнем моря, впадает в оцепенение, только когда температура воздуха опускается до 7 °С, тогда как колибри Евлампис (Eulampis jugularis), обитающий на высоте менее чем 1500 м над уровнем моря, впадает в оцепенение, когда температура окружающей среды становится меньше 20 °С.
По-настоящему впадающая в спячку птица?
Такие виды птиц, как, например, африканские птицы-мыши, стрижи (особенно гнездящиеся) и ласточки, могут при необходимости впадать в оцепенение на несколько дней, особенно в холода, когда пища недоступна. Однако это их состояние не является настоящей спячкой, такой, которую демонстрирует спящий козодой. Спящий козодой – это единственная птица, которой свойственная настоящая спячка, продолжающаяся приблизительно 88 дней в году.
Землеройки – интересная группа насекомоядных млекопитающих, в число которых входят самые крошечные виды. Так же как и колибри, они обладают чрезвычайно интенсивным уровнем обмена веществ и высокой температурой тела, и также постоянно живут на грани голодной смерти.
В отличие от колибри землеройки могут охотится ночью так же хорошо, как днём, и активны даже зимой.
Спящие зимой
О медведях часто говорят, что они впадают в зимнюю спячку, но это, строго говоря, не совсем так. Хотя они и находятся большую часть зимы в берлоге, их физиологические процессы не столь глубоки, как при настоящей зимней спячке. Осенью медведи активно питаются и откладывают большие жировые запасы так же, как настоящие гибернаторы. Так же с началом зимы медведи ложатся в берлогу и засыпают, их дыхание и частота сердцебиения значительно замедляются и почти на 50 процентов уменьшается уровень поглощения кислорода. Тем не менее, температура их тела понижается всего на несколько градусов, тогда как у настоящих гибернаторов она падает до уровня лишь немного превышающего температуру воздуха. Более того, медведи могут просыпаться зимой, и на многие дни покидать берлогу в поисках пищи. Самки медведей даже рожают в берлоге детёнышей, а этого не могло бы происходить, если бы звери впадали в глубокую спячку.
Использующие ил как изолятор
Амфибии, рептилии и насекомые являются холоднокровными, или пойкилотермными, животными. Они неспособны регулировать температуру собственного тела, которая находится в непосредственной зависимости от температуры воздуха. Ночью и особенно зимой температура тела этих животных значительно падает. В результате в эти периоды жизни амфибии и рептилии становятся очень уязвимыми и обычно прячутся в разнообразные убежища для того, чтобы избежать хищников и сохранить драгоценное тепло тела. Если температура воздуха сильно понизится и соответственно понизится температура их тела, для этих животных возникает опасность погибнуть от переохлаждения. Лягушки избегают этого, закапываясь на зиму в ил на дне пруда. Здесь они становятся тёплыми, и впадая в оцепенение потребляют меньше кислорода. Это означает, что они могут выжить, дыша сквозь кожу, что потребует меньших затрат энергии, чем тогда, когда они дышат лёгкими.
Змеи между тем предпочитают на зимние месяцы собираться в подземные логова. Глубина такого логова напрямую зависит от уровня, до которого снижается обычно температура в это время года, а так же от длительности периода оцепенения. Змеи часто собираются в больших количествах, для того чтобы сохранить, насколько это возможно, тепло своего тела. Они даже разделяют свои места зимовки с другими пойкилотермными животными, такими, как ящерицы, черепахи и жабы.
Спаривание, следующее за большим сном
Каждый год тысячи обыкновенных подвязочных змей (Thamnophis sirtalis parietalis) собираются в нарциссовую страну озёр в провинции Манитоба, недалеко от озера Виннипег (Канада). Логовом могут служить любые убежища: известковые пещеры, ямы от выкорчеванных деревьев, канализационные коллекторы и просто кучи камней, в которых собираются до 10 000 змей одновременно. Они прячутся в убежищах в начале сентября и появляются снова в мае. В это время в течение трёх недель у змей происходит бурный ритуал спаривания, после которого животные на всё лето расползаются по ближайшим болотам.
Однако, несмотря на объединение в убежищах и другие предпринимаемые животными усилия, 80 процентов молодых подвязочных змей не в состоянии пережить свою первую зиму.
Пауза для роста
Случается, что некоторые виды насекомых используют период, когда у них снижается уровень обмена веществ и приостанавливаются рост и развитие, для того чтобы пережить трудные времена. Этот этап жизни известен как диапауза.
Диапауза используется, например, такими видами, как некоторые жуки, бабочки и другими взрослыми насекомыми, для выживания во время зимовки. В этом случае диапауза может рассматриваться как этап зимней спячки.
Во время зимней диапаузы оплодотворённые яйца на ранних стадиях развития находятся внутри самок и сохраняются за счёт замирания до весны. Весной, когда взрослые насекомые выходят из стадии оцепенения, развитие яиц продолжается и они откладываются самками.
