у каких животных летняя спячка может без перерыва переходить в зимнюю
Как и почему животные впадают в спячку
Для большинства животных спячка — способ выживания. Так теплокровные звери в состояние пониженной жизнедеятельности переживают неблагоприятные для них условий существования. Но время года, продолжительность и периодичность спячки зависят от колебания температуры, влажности и количества корма. Обычно спячке предшествует период активного питания для накопления питательных веществ (в основном в виде жира – от 30 до 40% массы тела). Причем длительность спячки при переходе от летней в зимнюю может достигать 8 месяцев. Так в летнюю спячку в июне от жары впадает песчаный суслик, и его летняя спячка без перерыва переходит в зимнюю! Просыпается он только в феврале-апреле, то есть, не спит суслик только от 2 до 4 месяцев в году!
Самый известный представитель животного мира, впадающий в спячку зимой, — медведь, но его спячка считается, скорее, дремотой. Дело в том, что в это время и температура его тела, и сердцебиение снижаются не намного. Это значит, что если во время спячки медведя что-то потревожит, он проснется. Тем не менее, медведи могут находиться в спячке без еды и воды примерно 7 месяцев. И происходит это благодаря, повторю, накопленному за лето жиру, слой которого может достигать 15 см. Ведь летом медведь просто зверски переедает.
Довольно рано выходит из спячки барсук и, просыпаясь, этот зверь сразу начинает наводить порядок в норе. Причем барсуки предпочитают жить на одном и том же месте из поколения в поколение, так что некоторым барсучьим городкам может быть по несколько тысяч лет. Интересно и то, что самки, которые, кстати, выбирают себе партнера на всю жизнь, едва проснувшись, производят на свет потомство. У этого вида животных существует латентная стадия беременности, которая растягивается до 450 дней, если приходится на спячку. Это характерно и для барсуков, которые обитают в нашей стране.
Рано, а точнее примерно после 15 марта выходит из спячки еж. Но, если летом еж выходит из своего убежища только ночью, а в остальное время спит, в марте, после пробуждения в поисках корма, он гуляет круглые сутки. Отмечу и то, что если ёж засыпает, не набрав необходимое количество жира (около 500 г, что составляет почти половину веса ёжа летом), то может просто не проснуться. Так в голодные годы умирают до 90% молодняка и 40% взрослых.
Многие пресноводные рыбы — карп, ёрш, окунь, сом, осётр — осенью, когда температура воды становится ниже +8°, уходят в зимовочные ямы (самые глубокие части водоёма), где зарываются в ил до весны. Во время сна сердцебиение у них замедляется в 10 раз — до 2 ударов в минуту, а дыхание — до 3 вдохов. Тела осетра, стерляди и белуги ещё и покрываются слизью. Просыпаются рыбы ближе к апрелю, когда вода опять согреется до +8°, передает портал «Зверек».
Спячка животных
Летнее тепло и разнообразие кормов обеспечивают все живые организмы необходимыми жизненными силами. Но в большинстве уголков мира на смену тёплому и плодородному сезону приходят неблагоприятные условия. Поэтому некоторые представители фауны впадают в спячку, чтобы пережить продолжительные морозы, дожди, засуху и прочие природные явления.
Что такое спячка у животных
Спячкой (или по-научному анабиозом) называется особое состояние организма, во время которого все процессы жизнедеятельности замедляются. Животное впадает в оцепенение, полностью прекращаются умственная и двигательная активность. Понижается температура тела и снижается скорость обмена веществ. Такая адаптация помогает живым организмам пережить неблагоприятные периоды, сохранив при этом здоровье и жизнь.
Спячка животных может длиться несколько дней или месяцев. Иногда состояние оцепенения продолжается всего несколько часов. Сроки напрямую зависят от внешних факторов, таких как температура, наличие корма, времени года и прочих условий. А также от вида и возраста животного. Во время спячки бывают периоды, когда процессы жизнедеятельности частично восстанавливаются. Повышается температура тела и ускоряется обмен веществ. В это время организм животного питается за счёт внутренних резервов, которые звери успевают накопить перед анабиозом.
Но и у этого природного процесса есть свои недостатки. Представители фауны часто погибают во время сна от голода (недостатка жировых отложений), удушья, нарушения терморегуляции, наводнения, пожаров и прочих причин. Например, если нору или дупло, где спит животное засыпает землёй, то содержание кислорода резко понизится. Из-за этого процессы метаболизма критически замедляться, и зверь погибнет.
После зимней спячки некоторые животные погибают из-за отмирания мышечной ткани. Так как во время сна без движения мышцы могут атрофироваться.
Но самой частой причиной гибели являются природные враги и человек. Беззащитное животное во время спячки не может убежать и становится лёгкой добычей.
Почему животные впадают в спячку
Для большинства живых организмов анабиоз — это способ выживания в негативных условиях. Когда наступает засуха или морозы многие животные впадают в состояние оцепенения и спокойно переносят неблагоприятные периоды. Также животные засыпают при отсутствии корма. Некоторые звери заготавливают продукты с большим сроком хранения и во время спячки просыпаются и поедают запасы.
Звери узнают о необходимости готовиться к спячке по природным изменениям. Как только температура начинает понижаться, а световой день становится короче, звери начинают активную подготовку. Сигналами для летнего сна принято считать резкое повышение температуры и отсутствие осадков. Животные ищут укромное место, запасают корм или наедают жировые прослойки. Период подготовки называется фотопериодизм.
То есть спячка для представителей фауны является защитной функцией, которая позволяет пережить неблагоприятные, погодные, сезонные или пищевые условия.
Какие животные впадают в спячку
Чтобы комфортно пережить неблагоприятную пору, некоторые звери делают зимние кормовые запасы, а другие животные обходятся без еды и выживают благодаря жировым накоплениям. Большинство видов готовится ко сну в течение всего периода бодрствования.
Список животных, которые впадают в спячку зимой:
Сурки
В зимний анабиоз «диапаузу» впадают практически все насекомые. Процессы в организме практически прекращаются. Большинство насекомых замерзает, а потом оттаивает с приходом тепла.
Такие животные, как коала и утконос, засыпают с похолоданием и просыпаются при повышении температуры. Они могут несколько раз просыпаться, а потом снова засыпать.
Виды спячек у животных
Анабиоз — это уникальный природный процесс, который не изучен до конца. Учёные выдвигают различные гипотезы относительно состояния оцепенения и подготовительного периода. Различают несколько видов сна по продолжительности.
У представителей фауны, которые находятся в анабиозе, наблюдается уменьшение сердечных сокращений, понижение температуры тела и интенсивности дыхания. В некоторых случая дыхание становиться поверхностным или пропадает. Такие периоды могут длиться от 1–2 минут до часа. Нарушения биоритмов могут быть связаны с физиологическими особенностями или понижением уровня кислорода в организме.
Выходить из спячки животные начинают постепенно, особенно если она длилась больше 1 месяца. После долгого сна резервы организма находятся на грани истощения, поэтому в это время животных необходимо усиленное питание. Звери стараются поедать сочные корма, чтобы восполнить количество жидкости в организме, тем самым ускорить восстановление.
Тем животным, которые провели в состоянии сна всего несколько дней, просыпаться намного проще, так как организм не испытывает недостатка в питательных веществах, а мышцы не успевают атрофироваться.
Спячка
Сезонное приспособление — спячка, она свойственна многим зверям из отрядов: однопроходных, сумчатых, насекомоядных, рукокрылых, неполнозубых, хищных, грызунов.
Нет видов, впадающих в спячку, среди тех отрядов, которым в наибольшей мере свойственны сезонные миграции: китообразные, ластоногие, копытные. Исключение составляют некоторые летучие мыши, у которых спячки чередуются с миграциями.
По степени глубины спячки различают:
1. Сезонный сон, или факультативная спячка. В этом случае температура тела, число дыхательных движений и общий уровень обменных явлений снижаются мало. При изменении обстановки или при беспокойстве сон легко может быть прерван. Характерен он для медведей, енотов, енотовидных собак, отчасти для барсуков.
У белого медведя в берлогу залегают только беременные самки и неполовозрелые.
Бурые медведи и барсуки в южных частях ареала в спячку не ложатся.
О состоянии спящего зимой американского черного медведя представление дают данные: При температуре воздуха — 8°С на поверхности кожи отмечена температура +4°, в прямой кишке +22°, в ротовой полости +35° (против +38° в период бодрствования). Число дыханий сократилось до 2—3 в минуту (против 8—14 при бодрствовании).
Сроки залегания в зимний сон и его длительность изменчивы не только географически, но и по годам.
Известны случаи, когда при оттепелях, особенно в малокормные годы, еноты, енотовидные собаки и бурые медведи выходят из убежищ и ведут активный образ жизни.
2. Настоящая непрерывная сезонная спячка. Она характеризуется потерей способности к терморегуляции (состояние гетеротермии), резким сокращением числа дыхательных движений и сокращений сердечной мышцы, падением общего уровня обмена веществ. Следующая таблица дает представление о сдвигах в состоянии зверей, находящихся в зимней спячке (в условиях эксперимента).
Полного прекращения обмена веществ во время спячки не бывает, и животные существуют за счет расходования энергетических запасов своего тела. В первую очередь расходуются жир и гликоген печени, а также вещества и некоторых других органов. В 1857 г. Валентин установил следующий расход тканей у сурка, находящегося в спячке.
Не у всех особей и не всегда расход бывает таким большим. В ряде случаев наблюдали сурков, вышедших из нор после спячки с вполне заметным отложением жира.
Летняя спячка
Наряду с зимней спячкой бывает и летняя спячка, вызванная также сезонным ухудшением кормовой базы. Чаще она наблюдается у грызунов, лишенных летом полноценного и богатого водой корма. Таковы в основном суслики. Наиболее рано впадает в спячку желтый, или песчаный, суслик Средней Азии (в июне — июле). У сусликов летняя спячка обычно без перерыва переходит в зимнюю.
Летняя спячка наблюдается и у обитателей тропической зоны. Сенегальскиеежи впадают летом в спячку, длящуюся три месяца, а примитивные мадагаскарские насекомоядные — тенреки спят летом в течение четырех месяцев.
ЛЕТНЯЯ СПЯЧКА
Человек проводит во сне треть своей жизни, кошки — не менее половины. А есть грызуны, которые спят три четверти времени, отведенного им судьбой на и без того не слишком длинную жизнь.
Бытие в пустынях протекает по очень жесткому графику. Весной травянистая растительность вспыхивает буйством цветущих растений: просто поражаешься невероятной красоте эремурусов, скорости, с которой буквально «выстреливают» агавы свои великолепные соцветия-кисти на длинных стеблях, пестроте маково-тюльпанного разноцветья. Но вскоре все это великолепие исчезает под безжалостным солнцем: цветы поникают и опадают, почти вся зелень выгорает, основной окраской становится какая-то серо-желтая. Вся растительная жизнь производит какое-то призрачное, эфемерное впечатление: только что она была — и вот ее уже нет. Поэтому и многолетние растения типа кок-сагыза ученые по заслугам называют эфемероидами. Всего 2-3 месяца в году они живут «активной» жизнью — зеленеют листьями, цветут, плодоносят, а все остальное время «спят», только под землей длинными корнями чуть-чуть подсасывают воду.
Вот так же и суслики и их родичи — американские и африканские земляные белки, прозванные так за длинный пушистый хвост.
Это одни из наиболее характерных обитателей жарких пустынь почти по всему свету. Всем им свойственна одна общая черта — они большую часть своей жизни проводят во сне. Причем как раз у сусликов спячка самая что ни на есть настоящая: температура тела понижается до 4-5 градусов, ритм биения сердца и дыхания становится совсем медленным.
Суслики живут колониями, в которых каждый взрослый зверек занимает свою собственную нору. Дневные грызуны наиболее активны в прохладные утренние и предвечерние часы. Зверьки чутко реагируют на погоду: даже при незначительном похолодании и ветре они задерживаются в норе, а в редкий дождь и вовсе не покидают убежища.
Для всех сусликов непременной является прежде всего зимняя спячка, которая длится у них около полугода. Первыми исчезают в своих норках, затыкая их изнутри земляной «пробкой», самцы: не обремененные семейством, они раньше всех успевают «нагулять достаточно жира, чтобы благополучно перезимовать. Потом погружаются в спячку самки: ведь они всю первую половину лета заботились не столько о себе, сколько о потомстве, и потому начинают готовиться к долгой зиме лишь после того, как «выпустят в свет» подросших детенышей. Ну а молодежь, та и вовсе, покинув родительское гнездо, постоянно пасется все светлое время суток, чуть ли не до первых снегов.
В особо жаркие годы в середине лета из-за палящего солнца дневная активность сусликов резко понижается, а потом и вовсе прекращается. Можно идти километры по пышущей жаром глинистой пустыне — и не увидеть ни одного зверька, пасущегося среди кустиков мятлика. Это значит, что у них наступило так называемое «тепловое оцепенение» — тоже своего рода спячка, только летняя. Ближе к осени, когда становится прохладнее и на какое-то время возобновляется вегетация растений, летняя спячка прерывается, суслики опять снуют среди травы, посвистывая и привставая столбиком у своих норок. Но иные зверьки, успевшие весной и в первую половину лета нагулять достаточно жира, да еще если осень выдалась засушливая, так и не просыпаются: у них летняя спячка без всякого перерыва переходит в зимнюю. Так и получается, что у некоторых животных активный период жизни длится всего около 3 месяцев в году.
А вот интересно: если у этих животных организм почти полностью «выключается», то как у них считать продолжительность жизни? Допустим, малый суслик «формально» живет 3-4 года. Но ведь из них он 2 с половиной года, а то и более, практически не функционирует как живое существо, правда? Так может быть, для такого рода зверей нужно придумать какую-то другую «шкалу жизни»?
Формы зимней спячки. Летняя спячка
Имеющийся материал позволяет выделить 3 группы зимоспящих млекопитающих и соответственно три типичные формы спячки как по факторам, ее вызывающим, так и по характеру ее протекания.
Первая форма зимней спячки тесно связана с понижением температуры среды. По этому типу протекает спячка всех видов сонь — грызунов, распространенных в СССР на юге. Они засыпают сразу при понижении температуры среды. В горных местностях при понижении температуры можно наблюдать, как они засыпают каждую ночь, что позволяет брать их из гнезда неподвижными.
На сонях Muscardinus avellanarius был проделан интересный опыт с продлением зимней спячки. Они были завезены на высокогорную метеорологическую станцию и содержались в ящике на снегу; спали 345 дней, после чего проснулись совершенно нормальными. Это — факультативный тип спячки, вызванной исключительно низкой температурой внешней среды.
Вторая форма спячки связана с накоплением жира. В эту группу входит большинство зимоспящих животных: суслики, сурки, ежи. Эти животные впадают в спячку только при особых условиях: накоплении жира в большом количестве и — для некоторых видов—аскорбиновой кислоты.
Третья форма спячки — зимний сон. Зимний сон имеет место у некоторых хищных (у медведей, барсуков) и представляет переходную форму между состоянием зи-моспящего и незимоспящего организма. Температура тела во время зимнего сна понижается очень незначительно — только на 1,5—2° С. Обмен веществ понижается примерно на 50—70%. Резко уменьшается двигательная активность, что ведет к большой экономии энергии. Наблюдается некоторое урежение частоты дыхания и сердечных сокращений. По существу, такой сон является как бы удлинением ежесуточного сна. Барсук, например, к началу зимы все меньше и меньше двигается и наступают дни, когда он совсем перестает выходить из норы и питаться.
Вопрос о том, каким же образом осуществляется обмен веществ, поддержание жизни во время зимнего сна, очень давно интересовал исследователей. У барсуков зимой в период бодрствования был обнаружен высокий обмен веществ (Пашутин, 1902). В условиях субтропической зимы (Сухуми) у барсуков удалось наблюдать очень характерную особенность: животное, как правило, отказывается от пищи, но исследования газообмена показывают, что в те периоды, когда оно просыпается и удается его покормить, полностью выпадает специфическое динамическое действие пищи. Следовательно, во время зимнего сна нарушаются не только питание, но и процессы ассимиляции (Слоним и Щербакова, 1949).
Наряду с зимней спячкой у многих животных встречается летняя — эстивация. Летняя спячка характеризуется теми же явлениями, что и зимняя, только начинается и протекает она при высокой температуре среды. Наблюдаются те же фазы — дремота, падение температуры тела, ограничение физиологических функций. Летняя спячка, как правило, связана с высыханием эфемерной растительности в пустынях и полупустынях, с наступлением неблагоприятных условий для питания животных. Летняя спячка встречается у насекомоядных, грызунов и даже у полуобезьян лемуров (Мадагаскар) в засушливое время года.
Механизм летней спячки совершенно не изучен. Известно только, что она может быть вызвана у животного, уже подготовленного к спячке, накопившего достаточное количество жира (а для некоторых видов грызунов — и достаточное количество аскорбиновой кислоты, которую они плохо синтезируют). Определенную роль здесь играют и внешние раздражители. Если взять взрослого ожиревшего желтого суслика ( Citellus fulvus ) и иммобилизовать его, растянув за лапки, то можно наблюдать резкое падение температуры. Животное тут же засыпает, не делая попыток к бегству. Сон продолжается в течение нескольких часов. Если дать такому животному поголодать, пробудив его, то у него снижается содержание аскорбиновой кислоты в крови и вновь ввести его в спячку не удается (Исаакян и Фельбербаум, 1949; Филатова, 1949б).
В условиях эксперимента малый суслик впадает в летнюю спячку при полном водном голодании (содержании на сухом корме) (Калабухов, 1936). Наблюдения на желтом суслике этих фактов не подтвердили: при содержании на сухой диете желтые суслики действительно резко ограничивают двигательную активность, но не снижают температуры тела и реагируют на внешние раздражители характерным свистом. Таким образом, вопрос о том, какие факторы непосредственно вызывают состояние летней спячки, остается открытым.
Зимняя опячка рукокрылых (летучих мышей) охватывает представителей всех палеарктических и неоарктических видов. У тропических форм, например летучих собак ( Megachiroptera ), ее нет.
Спячка наблюдается у большого количества видов грызунов — сусликов (большинство видов), сурков, сонь, хомяков и т. д. У многих из них, например сусликов, летняя спячка непосредственно переходит в зимнюю (Калабухов, 1936; Кашкаров и Коровин, 1936).
Существуют немногочисленные указания о летней спячке у некоторых полуобезьян (лемуров на Мадагаскаре). В неволе у лемура-потто эти полевые наблюдения не подтвердились (Эйзентраут).
У представителей американских неполнозубых (Хе narthra ) настоящей зимней спячки не наблюдается, хотя температура тела у многих представителей низка и отличается значительными колебаниями.
Что касается хищных, то, как об этом уже говорилось, они в зимний период погружаются на некоторое время в зимний сон, не сопровождающийся снижением температуры тела.
В условиях зимней стужи и затрудненной добычи пищи многие грызуны, хищные, особенно мелкие, остаются многие дни в покое. Однако эти явления нельзя аналогизировать не только с зимней спячкой, но даже с явлениями зимнего сна.
В онтогенезе способность к впадению в зимнюю и летнюю спячку появляется сравнительно поздно. На примере многих видов сусликов можно наблюдать, что первыми в зимнюю и летнюю спячку укладываются взрослые зверьки прошлых лет рождения. Молодняк текущего года рождения длительное время остается активным и впадает в спячку только по мере накопления достаточного количества жира. Так, молодняк горной популяции малого суслика отличается более поздним сроком залегания в спячку и более поздним накоплением жира. У молодых животных с еще несформированной терморегуляцией легко наступает состояние гипотермии, но они не впадают в спячку в полном смысле слова.
Теории зимней спячки. Теории зимней спячки довольно разнообразны и отражают отдельные стороны этого явления, установленные в разное время различными авторами.
Слоним, А.Д. Экологическая физиология животных/ А.Д. Слоним.- М.: Высшая школа, 1971.- 448 с.