Sen zimowy, hibernacja, torpor

Dni stają się coraz krótsze, temperatura coraz niższa, a dostępnego pożywienia jest coraz mniej. Większość ptaków może odlecieć do ciepłych krajów, ale co z mniej mobilnymi zwierzętami, takimi jak płazy, gady i ssaki? Z pomocą przychodzą różne procesy fizjologiczne zachodzące w organizmach zwierząt. Ale czym różni się sen zimowy od hibernacji i torporu?

Sen zimowy

Każdy wie, że w sen zimowy zapadają niedźwiedzie i świstaki. Smacznie sobie śpią aż do wiosny, po czym głodne wychodzą ze swych sypialni, by napełnić brzuszki. Nie każdy jednak wie, jak to jest możliwe, że zwierzęta zapadające w sen zimowy są w stanie przeżyć od kilku tygodni nawet do kilku miesięcy, nic nie jedząc.

Aby zwierzę mogło zapaść w sen zimowy, czyli stan okresowego spowolnienia procesów życiowych, najpierw musi zgromadzić spore zapasy brunatnej tkanki tłuszczowej – jeśli zapada w sen ciągły – lub zapasy pożywienia w swojej spiżarni – jeśli zapada w sen przerywany. Oprócz tego muszą nastąpić zmiany w funkcjonowaniu gruczołów dokrewnych, powodowane zmieniającymi się warunkami pogodowymi, przede wszystkim obniżającą się temperaturą powietrza.

W ostatnich latach wielu ekologów zwraca uwagę, że ocieplenie klimatu sprawia, iż coraz więcej zwierząt zwykle zapadających w sen zimowy nie osiąga tego stanu, a w obliczu późniejszego problemu ze znalezieniem pożywienia nader chętnie zagląda do osad ludzkich.

Sen zimowy zwany jest również spoczynkiem lub letargiem zimowym i nie jest tym samym co hibernacja, która jest bardziej skomplikowanym stanem fizjologicznym.

Hibernacja naturalna

Hibernacja różni się od snu zimowego głęboką hipotermią oraz wyłączeniem termoregulacji i większym stopniem spowolnienia procesów metabolicznych. Dzięki tym procesom zwiększa się tolerancja organizmu na niesprzyjające warunki środowiska. Zwierzęta przechodzące w stan hibernacji nazywa się hibernatorami, a te dzieli się na hibernatorów obligatoryjnych i fakultatywnych. Hibernatorami są głównie drobne zwierzęta, dla których utrzymanie stałej temperatury ciała przy jednoczesnych niedoborach pożywienia jest zbyt kosztowne energetycznie.

Aby zwierzę przetrwało stan hibernacji, musi znaleźć kryjówkę (tzw. hibernakulum), w której temperatura nie spada poniżej 0°C, a wilgotność nie jest zbyt wysoka oraz jest ona dobrze zabezpieczona przed drapieżnikami. Specyficzną formą ochrony jest również obniżenie punktu zamarzania poprzez zwiększenie stężenia glicerolu albo wytworzenie specjalnych białek, które blokują lub regulują powstawanie kryształków lodu w tkankach.

Aby nastąpił stan hibernacji, muszą wystąpić zewnętrzne bodźce prowokujące proces zmian fizjologicznych – i znów najważniejszym czynnikiem jest temperatura otoczenia. Dla każdego organizmu istnieje inna temperatura progowa, powyżej której hibernacja nie może zostać zainicjowana. Zwierzęta hibernujące muszą wytworzyć brunatną tkankę tłuszczową, zwaną też gruczołem snu zimowego – to z niej czerpią energię do ogrzania ciała w czasie wybudzania. Bodźcem do wybudzenia jest oczywiście przekroczenie wartości progowej temperatury.

Do hibernatorów zaliczamy jeże, chomiki, susły, kolczatkę czy oposy karłowate. Terminy „sen zimowy” i „hibernacja” są często utożsamiane – w literaturze angielskiej używane są wymiennie.

Torpor

Torpor, w odróżnieniu od hibernacji, charakteryzuje się krótkotrwałym stanem odrętwienia. Polega na kontrolowanym obniżeniu metabolizmu i temperatury ciała przez zwierzęta stałocieplne. Dzięki obniżeniu temperatury ciała zostaje spowolniona praca serca oraz większość czynności fizjologicznych.

Wyróżniamy dwa rodzaje torporu: torpor dzienny, który trwa mniej niż 24 godziny, oraz torpor trwający od kilku dni nawet do kilku tygodni. W pierwszym przypadku zwierzęta utrzymują normalną temperaturę ciała w ciągu dobowej aktywności, a w pozostałej części dnia obniżają ją, aby oszczędzić energię potrzebną do utrzymania wysokiej temperatury ciała. Zjawisko to jest popularne m.in. u kolibrów, jerzykowatych, nietoperzy, niektórych torbaczy i niektórych gryzoni.

W drugim przypadku zwierzęta zapadają w stan torporu, gdy nie ma sprzyjających warunków do ich normalnej aktywności lub gdy występuje okres ograniczonej dostępności jedzenia – częste zjawisko np. u nietoperzy, niektórych gryzoni i torbaczy.

Sen zimowy, hibernacja i torpor – najczęściej zadawane pytania

Poznaj pozostałe wpisy z cyklu „Ciekawostki o zwierzętach”

Zdjęcie tytułowe: Rots Marie-Hélène on Unsplash