Причины существования мнимой смерти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 – Спячка

 

Спя́чка (зимняя — гибернация, летняя — эстивация) -  период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи и, соответственно, невозможности сохранения активности и высокого уровня метаболизма. Характеризуется снижением температуры тела, замедлением дыхания и частоты сердцебиения, торможением нервной деятельности (так называемый «глубокий сон») и других физиологических процессов.

Обычно перед спячкой животные усиленно питаются и накапливают относительно большие запасы питательных веществ в виде жира (в случае сезонной спячки до 30-40 % массы тела) и укрываются в убежищах с благоприятным для спячки микроклиматом (гнёзда, норы, дупла и т. п.).

В зависимости от длительности и рода неблагоприятных условий различают следующие виды спячки:

• Суточная спячка у колибри и летучих мышей
• Сезонная спячка — зимняя (гибернация) у насекомоядных и грызунов либо летняя (эстивация) у пустынных животных
• Нерегулярная — при внезапном наступлении неблагоприятных условий (енотовидные собаки, белки)

Некоторые крупные млекопитающие (медведи, барсуки, еноты) впадают в зимний сон — разновидность гибернации, с меньшей степенью снижения уровней физиологических процессов и метаболизма. У бурого медведя при зимнем сне температура тела снижается в невысокой степени (с 37° до приблизительно 31 °C), и легко и быстро повышается при пробуждении.

Некоторые виды проводят в спячке часть беременности, и в этом случае роды происходят сразу после выхода из спячки.

В случае зимней спячки она обычно характеризуется периодами действительной спячки и периодами, когда температура тела возвращается к обычному уровню.

Среди млекопитающих в спячку впадают грызуны, один вид лемуров, европейский ёж и другие насекомоядные, сумчатые. Плиний Старший считал, что ласточки также способны к спячке, но это является ошибочным утверждением — птицы, за исключением дремлюг, обычно не впадают в спячку. В состояние, сходное со спячкой (резко пониженная температура тела и оцепенение) в отсутствие родителей впадают птенцы колибри и стрижей.

До последнего времени считалось, что явление спячки не наблюдается среди приматов. Но в 2004 году были опубликованы доказательства того, что малый карликовый лемур с Мадагаскара проводит в спячке в дуплах деревьев семь месяцев в году. Это особенно интересно, учитывая тот факт, что зимняя температура на Мадагаскаре может составлять более чем 30 °C, поэтому спячка этого лемура, судя по всему, вызвана в первую очередь не необходимостью пережидания низких температур.

Животное, которое традиционно считают способным до впадения в спячку, это медведь. Но степень подавления метаболических процессов у медведя зимой намного меньше, чем у грызунов, насекомоядных, и других животных - поэтому обычно биологи считают, что это нельзя называть спячкой в настоящем биологическом смысле понятия. Также у медведя при спячке температура тела снижается не очень сильно (от 37 ° до примерно 31 ° C), и легко и быстро восстанавливается; в то время как у земляных белок (род Xerus) в спячке может снижаться температура тела вплоть до -2 ° C . Процесс, похожий на спячку, известен в нескольких видов рептилий - но является ли это действительной спячкой, пока неизвестно.

Обычно перед спячкой животные усиленно питаются и накапливают относительно большие запасы питательных веществ в виде жира. Несколько видов проводят в спячке часть беременности, и в этом случае роды происходят сразу после выхода из спячки.

Несколько десятков лет считалось, что гигантская акула в зимний период, опускаясь до придонных горизонтов северных районов океана, впадает в спячку. Но исследования, проведенные в 2003 году Дэвидом Симсом, опровергли это предположение, показав, что акулы в этот период активно передвигаются в поисках мест с наибольшим количеством планктона.

По степени глубины спячки различают:

• Сезонная или факультативная спячка.  Характеризуется тем, что температура тела животного, число дыхательных движений и общий уровень метаболизма (обмена веществ) снижаются мало. При беспокойстве сон легко может быть прерван. Характерна для медведей, енотов, енотовидных собак, барсуков.
• Настоящая непрерывная сезонная спячка. Характеризуется потерей способности к терморегуляции (гетеротермия), резким снижением числа дыхательных движений и частоты сердечных сокращений, снижением активности обмена веществ.

 

Летняя спячка или экстивация, также называемая летней диапаузой является свойственной организмам низких широт и обеспечивает их выживание в засушливый период года.

Часто она может наблюдаться у грызунов, лишенных в летний период полноценного и богатого водой корма. Например песчаный суслик в Средней Азии впадает в летнюю спячку июне — июле. У сусликов летняя спячка обычно без перерыва переходит в зимнюю.

Летняя спячка наблюдается также у некоторых обитателей тропической зоны. Африканские ежи Atelerix albiventris впадают летом в спячку, длящуюся до трёх месяцев, а мадагаскарские насекомоядные — тенреки впадают лето в спячку до четырёх месяцев.

4.1 - Спячка у рыб.

Своеобразным путем приспосабливаются к низким температурам воды зимой и некоторые виды обширного класса рыб (Pisces). Обычная температура тела у рыб непостоянна и соответствует температуре воды или слегка ее превышает (на 0,5 — 1°С). При внезапном резком понижении температуры воды рыбы впадают в шоковое состояние. После краткой фазы возбуждения они перестают дышать, плавать и выглядят как мертвые. Достаточно, однако, чтобы вода потеплела, и они быстро «оживают». 
Значительное уменьшение обмена веществ у рыб при понижении температуры воды издавна привлекало внимание ученых. Установлено, что некоторые виды рыб оживают после того, как их заморозили, тогда как другие виды погибают еще до того, как температура воды достигла точки замерзания. Описаны случаи замерзания некоторых видов колюшек, на которых проводились опыты. Лед разбил сосуд, в котором находились рыбы, но после размораживания они продолжали плавать, словно ничего и не случилось. 
Опыты показали, что замороженные рыбы оживают лишь в тех случаях, когда не замерзли их кровеносные сосуды. Особенно много в этой области работал советский ихтиолог Бородин. В результате ряда исследований он пришел к заключению, что если рыбы замерзнут в воде, то они безвозвратно погибнут. При замораживании на воздухе они могут ожить, но лишь в том случае, если замораживание распространяется только на их поверхностные ткани. Губительным для рыб оказалось не само охлаждение, а образование в их крови и тканях кристалликов льда, повреждающих стенки кровеносных сосудов. Другие исследования показали, что если рыба замерзает на воздухе, то она может известное время жить за счет запасов кислорода в своем плавательном пузыре. Доказано, что предположение о том, что замерзшие рыбы дышат с помощью жабр, лишено оснований.

 

4.2 - Спячка у земноводных.

По образу жизни и устройству класс земноводных (Amphibia) является переходным между типично водными позвоночными (рыбы) и типично наземными животными. Известно, что различные виды лягушек, тритонов, саламандр и других, населяющих страны с умеренным климатом, тоже проводят неблагоприятный зимний сезон в состоянии гибернации, или, точнее, оцепенения, так как это животные с непостоянной температурой тела, которая зависит от температуры окружающей среды.

Так, например, в Болгарии, лягушки активны только в теплые месяцы, а с наступлением суровых зимних условий впадают в состояние зимней спячки. К зиме они готовятся заранее. Еще летом накапливают запасы питательных веществ в своем организме, а осенью при понижении средней дневной температуры до 8 — 12°С, а ночной до 3 — 5°С отправляются к местам будущей зимовки. Иногда они преодолевают несколько километров. При дальнейшем похолодании они скрываются в свои зимние убежища и впадают в состояние оцепенения, при котором жизненные процессы в их организме крайне замедляются. Например, потребление кислорода понижается в 2 — 3 раза. Поэтому они расходуют накопленные летом питательные вещества постепенно, но все же (хотя и исключительно медленно) земноводные растут и их половые клетки созревают. Одна часть земноводных зимует под водой, а другая — на суше.

Обычно зимующие в воде земноводные предпочитают быстротекущие, незамерзающие реки и ручьи, каналы и озера с вливающимися в них реками, протоки и др., т. е. выбирают водоемы, в которых вода богата кислородом. В период зимней спячки у земноводных резко увеличивается диаметр кровеносных сосудов в коже, через которые в воде осуществляется дыхание. Земноводные, предпочитающие зимовать на суше, устраиваются в норах, вырытых животными, под толстым слоем листьев, мха и т. п. Некоторые виды способны даже зарываться в землю. 
Установлено, что зимняя спячка лягушек продолжается от 130 до 230 дней и ее продолжительность зависит от продолжительности зимы и от степени теплолюбивости и морозоустойчивости различных видов. 

В водоемах, чтобы перезимовать, лягушки собираются группами по 10 — 20 экземпляров (иногда до 100) различного пола и возраста, а иногда и различного вида и зарываются в ил или в подводные впадины и другие пустоты. Установлено, что при групповой зимовке лягушек уровень обмена веществ у них почти на 40% ниже, чем у зимующих в одиночку. Во время зимней спячки лягушки дышат только через кожу, их пульс замедляется, причем сон у них неглубокий, и при неблагоприятных условиях они могут переместиться в другое место в том же водоеме. 

Зимняя спячка у земноводных не отличается покоем и безопасностью — скорее она для них одно из серьезных испытаний. В больших реках они нередко становятся жертвами крупных хищных рыб. Но самая значительная опасность таится в замерзании зимующих на суше (а иногда и в воде) или в их гибели в водоемах из-за недостатка кислорода. При очень суровых зимах наблюдается массовая гибель земноводных, особенно когда водоемы, в которых они зимуют, промерзают до самого дна. Уцелевшие земноводные весной, преодолев неблагоприятные жизненные условия, выходят из состояния зимней спячки, и жизнь пробуждается заново.

4.3 - Спячка у рептилий.

Из класса пресмыкающихся (Reptilia) почти все виды нашей фауны зимой впадают в состояние зимней спячки. Низкие зимние температуры — основная причина этого явления. Например, если взять даже летом какую-нибудь змею и поместить ее на несколько часов в холодильник, она становится вялой, неактивной, и с ней можно обращаться, как с куском веревки.

Зимняя спячка пресмыкающихся в самых северных областях их распространения может продолжаться до 7 - 8 месяцев. Южнее их зимняя спячка короче, причем в теплые солнечные дни даже зимой они просыпаются, выползают из своих нор и греются на солнце.

Зимние квартиры змей — это обычно подземные пещеры и пустоты, образовавшиеся вокруг больших старых пней с гнилыми корнями, щели в скалах и других местах, которые недоступны их врагам. В таких укрытиях собирается большое число змей, даже различных видов, образуя огромные змеиные клубки.

Большинство видов ящериц (луговая, полосатая, зеленая, лесная, коротконогая, крымская, веретеница) тоже впадают в зимнюю спячку, зарывшись в почву, в норах, которым не угрожает наводнение, чаще всего на крутых сухих склонах. Македонские и стенные ящерицы находят убежище в трещинах скал. В теплые солнечные дни зимой ящерицы могут «пробуждаться» и выползать из своих зимних убежищ на несколько часов, чтобы поохотиться, после чего снова прячутся в свои норки.

Болотные черепахи проводят зиму, зарывшись в ил водоемов, в которых они обитают, в то время как сухопутные забираются на глубину до 0,5 м в почву в какие-нибудь естественные укрытия или норы кротов, лисиц, грызунов и других, закрываясь торфом, мхом и влажными листьями.

4.4 - Спячка у птиц.

Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Но еще Аристотель (384 — 322 гг. до н. э.) в своей многотомной «Истории животных» обратил внимание на тот факт, что «часть птиц улетает, чтобы перезимовать в теплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку». 
К этому выводу пришел и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своем труде «Система природы» (1735 г.) писал: «Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озер и рек».

Только после того как в 1937 г. американские ученые обнаружили в щели скалы в состоянии зимней спячки козодоя (Phalaenoptilus nuttalii), стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Оба ученых провели более углубленные исследования и установили, что, прежде чем впасть в зимнюю спячку, этот вид птиц теряет значительную часть своего веса, и в определенный момент в результате такого истощения включается механизм перехода в состояние оцепенения. В этом состоянии обмен веществ резко понижается, потребность в кислороде сокращается почти в 30 раз, а температура тела от 40 — 41°С опускается до 18 — 19°С и даже ниже. Птицы впадали в оцепенение, продолжавшееся около 3 месяцев, и создавалось впечатление, что они мертвы. Было установлено, что во время зимней спячки козодой весом 40 г расходовал 0,15 мл кислорода на 1 г веса за час, тогда как в обычном состоянии — 2,7 мл. Те же ученые окольцевали одну из этих птиц, и в последующие годы выяснилось, что она всегда зимовала на одном и том же месте на протяжении 4 лет.

Продолжительное пребывание птиц при низких температурах ученые обозначают термином «гипотермия» (от греч. hypo - под, низкое и thermos - тепло, теплота), т. е. охлаждение.

До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен. 
Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого-экологическими особенностями. Впадание этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.

4.5 - Спячка у млекопитающих.

Несмотря на то, что животные с постоянной температурой тела обычно переносят условия холодного климата, недостаток подходящей пищи зимой стал причиной приобретения и постепенного закрепления в процессе эволюции некоторыми из них этого своеобразного инстинкта — проведения неблагоприятного зимнего сезона в неактивном состоянии зимней спячки. 

По степени оцепенения многие ученые различают три типа зимней спячки: 
1) легкий (факультативный), выражающийся в легком оцепенении, которое легко прекращается (еноты, барсуки, медведи, енотовидные собаки); 
2) периодически прекращающаяся зимняя спячка, характеризующаяся полным оцепенением, сопровождающимся 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. 

Прежде считали, что зимняя спячка и оцепенение возникают в результате несовершенства терморегуляционной системы млекопитающих в условиях похолодания, что таким способом выражается определенная «примитивность» в организации и дефекты механизмов физиологического контроля. В последнее время тщательные исследования многих ученых из различных стран показали, что зимнюю спячку не следует объяснять недостаточностью терморегуляции, наоборот, это превосходно отрегулированное физиологическое состояние. Следовательно, сходство между находящимися в состоянии зимней спячки млекопитающими с постоянной температурой тела и животными с непостоянной температурой тела (например, лягушками или ящерицами) лишь кажущееся.

Чтобы зимоспящие млекопитающие впадали в состояние гибернации, необходимы многие внешние и внутренние факторы. Наравне с внешними факторами (температура, свет, наличие пищи и др.) на наступление зимней спячки оказывает влияние ряд внутренних (терморегуляция, эндокринная и нервная деятельность и др.). В природе основными стимулами для впадания в состояние зимней спячки являются понижение температуры и уменьшение продолжительности дня. В процессе эволюции эти факторы утвердились в качестве надежного сигнала, свидетельствующего о приближении неблагоприятных зимних дней, лишающих животных пищи.