Co świstaki robią zimą?

Drugi lutego to dzień, w którym Amerykanie zwracają swoje oczy na dużego gryzonia – świszcza, czyli świstaka amerykańskiego. W miejscowości Punxsutawney w stanie Pensylwania świstak  Phil wychodzi wtedy ze swej nory i „przepowiada” pogodę. Według tradycji, gdy zwierzę zobaczy swój cień, oznacza to dalsze sześć tygodni zimy. Jeśli go nie zobaczy – wkrótce nadejdzie wiosna. Futrzasty bohater Dnia Świstaka jest pogodynkiem ze sprawdzalnością prognozy na dwoje babka wróżyła – od 1988 r. przewidywania okazały się trafione w 14 przypadkach (więcej o Dniu Świstaka).

Co Phil robi przez resztę zimy w swojej norce? To, co świstaki lubią najbardziej (może poza zawijaniem w sreberka) – hibernuje!

phil
Phil chyba wolałby mieć inną pracę. Fot. flickr.com.

Hibernacja, czyli sen zimowy, to stan funkcjonowania organizmu, w którym zużycie energii całego ustroju jest drastycznie zmniejszone, aby przetrwać okres niekorzystnych warunków środowiska – niskiej temperatury, niedoboru pożywienia. Taki tryb stand-by.

Hibernacja jest dość powszechną strategią wśród ssaków – stosuje ją ok. 200 gatunków. Hibernatorów znajdziemy wśród stekowców, torbaczy oraz łożyskowców. W Polsce w sen zimowy zapadają m.in. jeże, niedźwiedzie brunatne, nietoperze oraz liczne gryzonie, w tym susły, orzesznice, chomiki europejskie i oczywiście świstaki tatrzańskie.

Jak zwierzęta przygotowują się do hibernacji? Jedne systematycznie zwiększają grubość tkanki tłuszczowej, inne gromadzą zapasy pożywienia. Sen zimowy nie trwa bowiem bez przerwy. Nie jest tak, że nasz świstak żegna się z rodziną i przyjaciółmi na kilka miesięcy i nagle budzi się na wiosnę, kiedy zaczną śpiewać ptaszki. Świstak, niedźwiedź, chomik i inne zimowe śpiochy od czasu do czasu budzą się; mogą się wtedy np. posilić, po czym wracają do hibernacyjnego stanu torporu, czyli właśnie do trybu stand-by.

Europäischer Ziesel beim Schloss Orth Nationalparkzentrum
„A gdyby tak rzucić wszystko i zahibernować już teraz?”- zastanawia się suseł moręgowany. Fot. Wikimedia Commons.

Oszczędzanie energii jest przez hibernujące ssaki osiągane poprzez zmiany w fizjologii całego ustroju. Zachodzi spowolnienie metabolizmu, obniżenie temperatury ciała do wartości bliskich temperaturze otoczenia (5 °C u chomikowatych). Następuje spowolnienie uderzeń serca (do 3/min. u susła moręgowanego), zmniejszenie zużycia tlenu (o 98%) oraz częstości oddechu. U jeży czas bezdechu może się przeciągnąć nawet do 150 min, po czym przez kolejne 3-5 min wykonują 40-50 wdechów. Przepływ krwi w mózgu spada o 90%, odpowiedź immunologiczna jest osłabiona. Zmiany te nie obejmują jednak przerw między okresami torporu, kiedy to zwierzęta mogą zapomnieć o oszczędzaniu energii – przechodzą wtedy do stanu tzw. normotermii.

Wydaje się, że tak ekstremalna energooszczędność musi mieć negatywny wpływ na układ nerwowy ssaków. Przecież mózg jest organem wymagającym wiele energii i tlenu. Nic bardziej mylnego! To właśnie centralny układ nerwowy sprawuje ścisłą kontrolę nad przebiegiem snu zimowego. Hipokamp i pień mózgu regulują długość trwania epizodów torporu. Różne obszary mózgowia cechuje różna aktywność podczas hibernacji, np. kora mózgowa się wtedy rozleniwia. Podczas hibernacji zachodzi w układzie nerwowym wiele zadziwiających zjawisk. Synapsy, czyli połączenia między komórkami nerwowymi, zmieniają swoją strukturę na prostszą. W niektórych neuronach hipokampa zanika część organelii komórkowych. Następują zmiany w ekspresji genów. Na szczęście, są to procesy odwracalne i zdrowy Phil na wiosnę może dalej zawijać w sreberka i przepowiadać pogodę.

 

Źródła:

Arant R. J., Goo M. S., Gill, Ph. D., Nguyen Y., Watson K. D., Hamilton J. S., Horowitz J. M., Horwitz B. A., Decreasing temperature shifts hippocampal function from memory formation to modulation of hibernation bout duration in Syrian hamsters, „American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology”, 2011, t. 301, R438-R447

Bocharova L.S, Gordon R.Ia, Rogachevskiĭ V.V, Ignat’ev D.A, Khutsian S.S. Cykliczne zmiany retikulum endoplazmatycznego i aparat Golgiego neuronów hipokampu susłów podczas snu zimowego, „Cytologia”, 2011, t. 53, nr 3, s. 259-269 (tłum. z jęz. ros. Andrzej R. Radlicki).

Bratincsák A., McMullen D., Miyake S., Tóth Z.E, Hallenbeck J.M, Palkovits M.,Spatial and temporal activation of brain regions in hibernation: c-fos expression during the hibernation bout in thirteen-lined ground squirrel, „Journal of Comparative Neurology”, 2007, t. 505, nr 4, s. 443-58.

Kayser Ch., The Physiology of Natural Hibernation, Pergamon Press, 1961.

Kowalczyk P., Co to jest hibernacja?, „Kosmos. Problemy nauk biologicznych” 2001, tom 50, numer 1-2 (250-251), s. 77-87.

Schwartz C., Hampton M., Andrews M. T., Seasonal and Regional Differences in Gene Expression in the Brain of a Hibernating Mammal, „PLoS One”, 2013; t. 8, nr 3, e58427.

a o Dniu Świstaka przeczytałam tu: https://www.aol.com/article/weather/2017/02/02/groundhog-sees-his-shadow-predicts-six-more-weeks-of-winter/21705613/

 

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s