Mi történik a medve testében a hibernálás idején?
Minden ősszel a mérsékelt és a sarki szélességi területek (különösen a barna és a fekete) kezdik felkészülni a hibernációra.
Minden ősszel a mérsékelt és a sarki szélességi területek (különösen a barna és a fekete) kezdik felkészülni a hibernációra. Minden tavasz, nyár és ősz, ezek az állatok aktívan táplálják, nagulivaya zsírállomány a télen. És most, amikor a hideg jön, keresnek megfelelő menedéket a tél érdekében. Miután megtalálta a menedéket, a medve hibernált állapotba kerül.
A hibernálás egyes esetekben legfeljebb hat hónapig tart. A hibernálás során egyes fajok, mint például a fekete medve (Ursus americanus), 55 pulzusról percenként 9-re csökkentik az impulzust. Az anyagcsere szintje 53% -kal csökken. Természetesen az egész idő alatt medvék nem eszik, nem isznak és nem pazarolják az életet. Hogyan csinálják?
Ahhoz, hogy megértsük, mi történik a medve testében a hibernálás idején, azonnal tisztázni kell, hogy mi a hibernáció. És miért nem "anabiózis" a szó szó szerinti értelemben? E kifejezés szó szerinti értelemben az "anabiózis" az állat teljes inaktivitása. Ebben az időben az anyagcsere szintje olyan mutatókra korlátozódik, amelyek a legtöbb magasabb állat esetében összeegyeztethetetlenek az életével.
Egyes kétéltű fajok (néhány ujjlenyomatok és békák) a fagyokba fagynak, maguk nem ártanak, és felmelegszenek egy meleg évszak kezdetén. Fájdalommentes a szóban forgó "fagyasztás" összefüggésben van a fagyásgátló tulajdonságokkal rendelkező speciális anyag kifejlődésével, ami megakadályozza a víz fagyását a szervezetben.
A medvék nem fagynak be. A testük hőmérséklete a hibernálás idején még mindig elég magas ahhoz, hogy bármilyen veszély esetén fel tudjanak ébredni, és kilép a den. By the way, az olyan medvék, amelyek korábban felkeltek, mint az idő, "rudak". Jelentős veszélyt jelentenek az emberekre, mert télen a medve nem talál elegendő élelmet, és mindig éhes és agresszív.
Egyes kutatók azzal érvelnek, hogy a medvék nem tartoznak a felfüggesztett animációba, ahogy fent említettük. De vannak olyan tudósok is, akik "szuper-anabolikus" medvéket hívnak, mert hat hónapig nem fogyasztanak, inni vagy ürülnek, miközben továbbra is képesek gyorsan kilépni a hibernálástól - ez egy egyedülálló jelenség az állatvilágban.
"Véleményem szerint a medvék a legjobb abiotikusak a világon" - mondja Brian Barnes az Arctic Biology Institute-tól az Alaska Fairbanks Egyetemen.
Ez a tudós három évet töltött a fekete medvék hibernálásának tanulmányozásában.
"A testük zárt rendszer. Egész télen csak oxigént használhatnak a légzésre - mindössze annyit kellenek - mondja Barnes.
Miért nem szakít a szakáll a hibernálás idején? Röviden, mert a testükben ebben az időben kialakul a fekális dugó. Ez egy olyan különleges tömeg, amelyet a kutatók már régóta találtak a hibernálásba esett medvék nyelőcsőjében.
Korábban azt gondolták, hogy a medve, mielőtt a mászás a den, fogyasztanak nagy mennyiségű vegetatív anyag viseli egyéb gyapjú és más anyagok, amelyek nem emésztett, és amely azután dugót képeznek a bélben az állat. A tudósok, akik erre a következtetésre jutottak, nagymértékben támaszkodtak a vadászoktól a medvékért szerzett információkra. Azt állították, hogy az utat a hatalom, a fent említett eredményezett „kötés bél”, és az állat egyszerűen nem alvás közben tölteni a cselekmény székletürítés.
Valójában ez nem így van. A medvék nem fogyasztanak semmi különlegeset a hibernálás előtt. Ők, mint az omnivorok, igyekeznek fogyasztani minden elérhető ételt, beleértve a gyümölcsöket, zöldségeket, dióféléket, húsokat, halakat, bogyókat és még sok mást.
A hibernálás idején az állat belseje továbbra is működik. Nem a korábbi tevékenység módjában, de még mindig működik. A sejtek tovább osztódnak, a bélkiválasztást végezzük. Mindez kis mennyiségű székletet képez, amelyek az állat belsejében gyűlnek össze. A "parafa" 3,8-6,4 centiméter átmérőjű.
"A széklet zsúfoltsága ugyanaz az életvesztés, amely az állat belsejében olyan hosszú ideig tart, hogy a bélfal felszívja a folyadékokat ebből a tömegből, száraz és keményen hagyja" - mondja az Észak-amerikai Center for the Bears tanulmányának honlapja. Így a medve teste nem veszít el olyan vizet, amire szüksége van, a tartalékok, amelyek a denben nem tölthetők fel.
A szakemberek a medvék tereiben fényképezőgépeket helyeztek el, amelyek rögzítették mindazt, ami a hibernálás során történt. Mint kiderült, a növényi szálak és a gyapjú gyakran a parafa része, mert a medve még a hibernálás idején is fel tud venni valamit a talajból a denben, vagy talán leborul a kabátjából.
Hogyan hordozzák a testüket hibernált állapotban?
Minden állat létezik az anyagcsere és az energia által biztosított élelmiszer fogyasztott. Természetesen, annál aktívabb az életmód és az intenzívabb élettani folyamatok, annál inkább "élelmiszert" kell bevinni a szervezetbe élelmiszer formájában. A hibernáció formájában nyugvó testben az összes metabolikus folyamat intenzitása fiziológiai minimumra csökken.
Vagyis az energiát éppúgy költik, mint amennyire szükséges annak biztosítása, hogy a fenevad életben maradjon, és hogy a szövetekben és a szervekben a degeneratív folyamatok nem fordulnak elő energiahiány miatt. Általában ez az állapot összehasonlítható azzal, ami a normális alvás során történik, de természetesen "túlzás".
A test fő energiafogyasztója az agy és az izmok (a test teljes energiájának legalább kétharmada). De mivel az izomrendszer inaktív az alvás alatt, a sejtjeinek energiája éppúgy meg van kapva, mint amennyi szükséges a fennmaradásuk fenntartásához. Ezért a "kis forradalmaknál" a megmaradt szervek elkezdenek működni, és nagyon kevés energiát is kapnak.
Az emésztőrendszer lényegében semmi sem emészthető (mivel a bél csaknem üres, mint korábban említettük). Akkor honnan származik ez a minimális energiamennyiség, ami még szükséges a fenevad számára? Az év aktív időszakában felhalmozódott zsírok és glikogén tárolókból származik. Fokozatosan fogyasztják őket, és általában csak a tavaszig elegendőek.
Bacon Bear őszén
By the way, a medvék gyakran válnak csak azok a medvék, amelyek "enni rosszul" nyáron. Sok szóbeli történet van arról a tényről, hogy a hajtókák az éhes években többet. Tehát a zsír és a glikogén tárolása a fő energiaforrás. Egy másik lényeges anyag az oxigén. De mivel a szervezet inaktív, az oxigén sokkal kevésbé szükséges. Így a légzés sebessége jelentősen csökken.
És ha a test szövetei a hibernálás idején nagyon kis mennyiségű oxigént és tápanyagot igényelnek, akkor a vérük, ami hordozza őket, sokkal lassabban tud mozogni. Ezért a szívösszehúzódások gyakorisága jelentősen csökken, és ennek megfelelően a szív kevesebb energiát is fogyaszt. A vízmegőrzéssel nem csak a bél "elzáródása" kapcsolódik, hanem a veseaktivitás tényleges felfüggesztése.
Vannak-e más példák a hibernációra a melegvérű állatok között?
Az ilyen adaptáció, mint a medveszületett hibernálás nagyon szokatlan a meleg vérű jelenség számára, de nem egyedülálló. Ugyancsak létezik a mérsékelt szélességi területeken, a marmoták eurázsiai sztyeppei lakói, a Kunih (borzas) család néhány képviselője.
Különösen hideg és éhes télen a mókusok és a mosómedve kutyák esnek ebben az állapotban, de nem sokáig, és életmódjuk nem lassul, mint a medvék esetében. A téli hibernálás (hibernálás) mellett van egy nyári hibernáció (estiváció) is. Az utolsó esés egyes forró sivatagban élő emberek (néhány rovarirtó, rágcsálók, marsupials).
Ez történik az év legforróbb időszakában, amikor a takarmány és a víz előállítása sokkal energiaigényesebbé és valójában nem hatékony. Ezért az állatok könnyebben hibernálódnak, és kedvezőtlen körülmények között várják. A szezonális hibernálás mellett napi is van. Ez jellemző néhány repülő melegvérű - kolibri és denevérek.
Az a tény, hogy mindkettő, miközben repül nagyon gyorsan szárnyakat szárnyaikat. Ennek köszönhetően a repülésük manőverezhetőbbé vált, és a takarmány előállítása hatékonyabb. De mindent a természetben meg kell fizetnie. A repülő izmok sok energiát fogyasztanak, ami nem elegendő egy teljes napra (annak ellenére, hogy mind a hummingbirds, mind a denevérek a nap aktív fázisában több mint a felét saját súlyuknak vetik ki).
Amint láthatja, az anyagcsere aránya egyszerűen óriási. Ezért alvás közben (és minden állat számára alvás alvás szükséges - ez egy normál és kötelező élettani folyamat), létfontosságú aktivitásuk a medvékben megfigyelt paraméterekkel összehasonlítva csökken.
Mi a különbség a medvei hibernálás állapotától, például a békák anabiózisától?
A melegvérű fiziológiás folyamatok során a hibernálás során nem lehet teljesen kikapcsolni. Ezzel és meleg vérű - szükség van függetlenül előállított hő. Egy másik kép megfigyelhető a poikilotherm állatokban - életfolyamatuk szinte teljesen felfüggesztett.
Vagyis a test sejtjei gyakorlatilag megőrzött állapotban maradnak, amíg jobb idők jönnek - amikor a nap felmelegszik és elég hőt ad ahhoz, hogy felmelegítse a testet. Ez a mérsékelt és az északi szélességi területeken minden kétéltűben történik.
Jól ismert tény, hogy a farkas kétéltű szibériai sötétség példányai, miután azok évtizedek óta szó szerint megfagytak jégben (!) A felolvasztás után "életre kelt", és teljesen normálisnak érezte magát. Továbbá a téli sárkányok és gyíkok is anabiózisba esnek, de az organizmusuk nem annyira tartós (nem fognak túlélni a fagyasztást).
Egy másik példa a halak, amelyek Afrika, Dél-Amerika és Ausztrália intermittáló vizein élnek, és a szárazság időszakában eltemetik a sárban. A testükben ebben az időszakban zajló folyamatok közel vannak azokhoz, amelyek a kétéltűeknél fordulnak elő - a létfontosságú tevékenység szinte teljes felfüggesztése a jobb időkig.
Ami a hüllők trópusi országokban, azt kell mondanunk, hogy bár ezek a hidegvérű, de tapasztalt kedvezőtlen körülmények azok jobban hasonlít a melegvérű - jelentős csökkenését intenzitása az élettani folyamatok, de ne hagyja abba (napenergia, mert elég). Nagy hüllők (krokodilok, kígyók és Boas), így „pihenő”, amíg az év emésztésével nagy ragadozó evett.
Lehetséges-e mesterségesen létrehozni a hibernációs rendszert olyan állatok számára, amelyek nem hibernálnak?
Nem, nem az. Rendellenes állapot lesz, mint egy kóma.
Hogyan alakulhat ki egy ilyen telítési mechanizmus a medvékben? Ez a mechanizmus több százezer évig alakult vagy spontán megjelent?
Minden fiziológiai folyamatot genetikailag ellenőrzünk. Az evolúció során az egy bizonyos magánszemélyek csoportja lehet valamilyen fiziológiai funkció egy speciális alvó üzemmódban (napi, normál) a hideg időszak az év kíséretében enyhe csökkenés a fiziológiai aktivitás és egy csepp testhőmérséklet 1-2 fok.
Ez a tulajdonság az alacsonyabb táplálkozással járó körülmények között gazdaságosabb energiafogyasztásnak köszönhető. Ugyanakkor a túlélés olyan nagy előnye volt, hogy fokozatosan csak ilyen mutánsok maradtak a lakosságban.
A jövőben a funkció kiválasztása folytatódott - az álom egyre hosszabb és mélyebbé vált, és a test folyamatainak intenzitása egyre többet csökkent. Végül az állatok megtanulják, hogyan kell felszerelni a lairjeiket.
Egyébként ez a tulajdonság jelentős előnyt jelenthet, mivel a hibernálás idején a nőstény szarvasmarhát szül, és abban az időben hővel és védelemmel van ellátva, a kíváncsiskodó szemek elől. Általában a hibernáció jelenségének alakulása folytatódott (és talán folytatódik), legalábbis több százezer évig.