Jaký je rozdíl mezi hibernací a pozastavenou animací?

“Duchovní úroveň člověka je určena tím, jak člověk rozumí kočce” – Bernard Show.
“Ukažme více pozornosti, tolerance a respektu k názorům ostatních lidí – to je vše.” — Gennadius.
— O zveřejňování obrázků na fóru, O reklamě na fóru

Stránky: 1

• seznam
• » Biologie
• »Hibernace, torpor a pozastavená animace

#1 23. listopadu 2014 23:11:43

Bláznivý zoolog host

Hibernace, torpor a pozastavená animace

Stále úplně nechápu rozdíl mezi zimním spánkem medvědů a svišťů. Říká se, že medvědi opravdu nezimují jako svišti atd. Ale během hibernace může tělesná teplota medvědů klesnout až na 13 °C! Jak to, že tohle není hibernace?!

#2 24. listopadu 2014 00:23:44

Zvířecí ještěrka Moderátor Od: Fryazino, Moskevská oblast. Registrováno: 13. dubna 2007 Zprávy: 14912

Re: Hibernace, otupělost a pozastavená animace

kočka:

Ale během hibernace může tělesná teplota medvědů klesnout až na 13 °C! Jak to, že tohle není hibernace?!

Odkud tato data získáváte? U zimujících medvědů se tělesná teplota sníží jen o několik stupňů a zůstává konstantní, v rozmezí 31-35 °C. Zamyslete se sami, jak by medvědice rodily, zahřívaly a krmily mláďata při tělesné teplotě 13 °C?
Ale hibernace není dána ani tak tělesnou teplotou, jako snížením rychlosti metabolismu. Protože Metabolická úroveň zimujících medvědů stále výrazně klesá, lze říci, že mají zvláštní typ zimního spánku – tzv. zimní sen.
U svišťů, některých dalších hlodavců a hmyzožravců je pravá hibernace (hibernace) doprovázena silným poklesem tělesné teploty, někdy až k hodnotám blízkým 0 °C a dokonce i nižším po dlouhou dobu.

Život je krátký, ale hadi jsou dlouzí.

#3 24. listopadu 2014 00:58:08

Bláznivý zoolog host

Re: Hibernace, otupělost a pozastavená animace

Odkud tato data získáváte? U zimujících medvědů se tělesná teplota sníží jen o několik stupňů a zůstává konstantní, v rozmezí 31-35 °C. Zamyslete se sami, jak by medvědice rodily, zahřívaly a krmily mláďata při tělesné teplotě 13 °C?

Četl jsem, že může padat, tedy ne vždy. Momentálně nemohu najít zdroj. Sama jsem byla překvapená.

Ale hibernace není dána ani tak tělesnou teplotou, jako snížením rychlosti metabolismu.

Ale není to spojeno?

U svišťů, některých dalších hlodavců a hmyzožravců je pravá hibernace (hibernace) doprovázena silným poklesem tělesné teploty, někdy až k hodnotám blízkým 0 °C a dokonce i nižším po dlouhou dobu.

Kde je hranice mezi skutečným zimním spánkem jako u svišťů a zimním spánkem medvědů? A co je to topor v zoologickém smyslu slova? Jak netopýři hibernují? Vím, že někteří lidé upadají do hlubokého hibernace a jiní tolik ne.

#4 24. listopadu 2014 09:28:39

Zvířecí ještěrka Moderátor Od: Fryazino, Moskevská oblast. Registrováno: 13. dubna 2007 Zprávy: 14912

Re: Hibernace, otupělost a pozastavená animace

kočka:

Ale není to spojeno?

V případě medvědů neexistuje striktní souvislost mezi poklesem rychlosti metabolismu a tělesnou teplotou. Dospělí medvědi černí mají rychlost metabolismu v zimě přibližně 25 % jejich letního bazálního metabolismu, zatímco teplota klesá jen o několik stupňů. Medvědi na rozdíl od malých savců neprožívají opakovaná období normotermie během zimního spánku, ale u březích samic se tělesná teplota nesnižuje a zůstává stabilní až do narození potomků.

kočka:

Kde je hranice mezi skutečným zimním spánkem jako u svišťů a zimním spánkem medvědů?

Zimní spánek medvědů je jako značně zjednodušená verze hibernace malých savců. Pokud v prvním případě rychlost metabolismu klesne na 25 % normálu a teplota je 30–36 °C místo 37–38 °C, pak v druhém případě 2–5 % a hodnoty blízké 0 ° C (až -2,9 °C v některých oblastech těla u sysla Beringova) místo 35-38 °C.

kočka:

A co je to topor v zoologickém smyslu slova? Jak netopýři hibernují? Vím, že někteří lidé upadají do hlubokého hibernace a jiní tolik ne.

U mnoha drobných savců – netopýrů, ježků, tenreků a některých hlodavců a vačnatců – dochází kromě sezónních změn také ke každodenním změnám v úrovni metabolismu. Říká se jim torpor (necitlivost) a jsou doprovázeny hypotermií a snížením rychlosti metabolismu na krátkou dobu (několik hodin), nejčastěji během dne, protože. většina těchto zvířat je noční. Během sezónní hibernace – zimní nebo letní – se děje totéž, ale ve výraznější podobě a po dlouhá období (dny, týdny). Zvířata se mohou periodicky probouzet, jejich tělesná teplota a metabolismus se blíží normálu, některé druhy jedí uskladněnou potravu.

Každý podzim se medvědi mírných a polárních šířek (zejména hnědí a černí) začínají připravovat na zimní spánek. Celé jaro, léto a podzim se tato zvířata aktivně krmila a vykrmovala své tukové zásoby na zimu. A teď, když přijde chladné počasí, hledají vhodný úkryt k přezimování. Po nalezení úkrytu se medvěd ukládá k zimnímu spánku.

Hibernace medvědů v některých případech trvá až šest měsíců. Během hibernace se u některých druhů, jako je medvěd černý (Ursus americanus), sníží tepová frekvence z 55 úderů za minutu na přibližně 9. Jejich rychlost metabolismu se sníží o 53 %. Medvědi přirozeně celou tu dobu nejedí, nepijí a neprodukují odpad. jak to dělají?

Abychom pochopili, co se děje v těle medvěda během hibernace, je nutné okamžitě objasnit, co je to hibernace. A proč to není „anabióza“ v doslovném smyslu slova. V doslovném smyslu tohoto termínu je „anabióza“ proces úplné nečinnosti zvířete. V této době rychlost metabolismu klesá na úrovně, které jsou pro většinu vyšších zvířat neslučitelné se životem.

Některé druhy obojživelníků (někteří čolci a žáby) v chladném počasí mrznou a na začátku teplého období bez újmy rozmrzají. Toto „zmrazení“ je pro ně doslova bezbolestné díky výrobě specifické látky, která má vlastnosti nemrznoucí směsi, která zabraňuje zamrzání vody v jejich těle.

Medvědi nemrznou. Jejich tělesná teplota zůstává během hibernace dostatečně vysoká, což jim umožňuje probudit se v případě jakéhokoli nebezpečí a opustit doupě. Mimochodem, medvědi, kteří se probudili v předstihu, se nazývají „spojovací tyče“. Pro člověka představují značné nebezpečí, protože v zimě medvěd nemůže najít dostatek potravy a je vždy hladový a agresivní.

Někteří badatelé tvrdí, že medvědi nejdou do pozastavené animace, jak je uvedeno výše. Existují však také vědci, kteří medvědy nazývají „superanabiotika“, protože nejíst, nepít nebo se vyprázdnit po dobu šesti měsíců, a přitom zůstat schopni rychle se probudit z hibernace, je ve světě zvířat jedinečný jev.

„Podle mého názoru jsou medvědi nejlépe zavěšená zvířata na světě,“ říká Brian Barnes z Institutu arktické biologie na University of Alaska ve Fairbanks. Tento vědec strávil tři roky studiem vzorců hibernace černých medvědů.

„Jejich tělo je uzavřený systém. Mohou strávit celou zimu pouze s použitím kyslíku k dýchání, což je vše, co potřebují,“ říká Barnes.

Proč se medvědi během zimního spánku nevyprázdní? Stručně řečeno, je to proto, že v tomto okamžiku se v jejich těle tvoří fekální impakce. Jedná se o zvláštní hmotu, kterou výzkumníci již dlouho nacházejí v jícnu zimujících medvědů.

Dříve se věřilo, že medvědi před vstupem do doupěte sežrali velké množství rostlinného materiálu, chlupů jiných medvědů a dalších materiálů, které nebyly stráveny a které pak vytvořily zátku ve střevech zvířete. Vědci, kteří došli k tomuto závěru, se velmi spoléhali na informace získané od lovců medvědů. Argumentovali tím, že výše zmíněný způsob krmení vedl k „upevnění střev“ a zvíře jednoduše nemohlo během spánku provést defekaci.

Ve skutečnosti to není pravda. Medvědi před zimním spánkem nic zvláštního nežerou. Stejně jako všežravci se snaží konzumovat jakékoli jídlo, které mají k dispozici, včetně ovoce, zeleniny, ořechů, masa, ryb, lesních plodů a mnoho dalšího.

A během hibernace střeva zvířete pokračují v práci. Ne ve stejném režimu činnosti, ale stále to funguje. Buňky se dále dělí a dochází ke střevní sekreci. To vše tvoří malé množství výkalů, které se hromadí ve střevech zvířete. Vznikne „zástrčka“ o průměru 3,8 až 6,4 centimetrů.

“Fekální impakce je odpadní materiál, který sedí ve střevech zvířete tak dlouho, že střevní stěna absorbuje tekutiny z hmoty a zanechává ji suchou a tvrdou,” uvádí na svých webových stránkách North American Bear Research Center. Tělo medvěda tak neztrácí vodu, kterou potřebuje, jejíž zásoby v doupěti je téměř nemožné doplnit.

Odborníci do medvědích nor umístili kamery, které zaznamenávaly vše, co se během zimního spánku dělo. Jak se ukázalo, rostlinná vlákna a vlna jsou často nedílnou součástí korku, protože medvěd i během zimního spánku může něco sebrat ze země v doupěti a dokonce si může olizovat srst.

Poté, co medvěd opustí doupě, vyčistí střeva, která začnou normálně fungovat. Obvykle k defekaci dochází již na prahu doupěte. V medvědím džemu proto není žádná mystika nebo záhada, jak říkají někteří lovci nebo dokonce vědci. To vše je produktem životní činnosti těla. Medvěd v pelíšku mimochodem vůbec nesaje tlapu. Faktem je, že v lednu a únoru se kůže na polštářcích tlapek mění. Stará kůže praská a svědí, což medvědovi způsobuje určité nepohodlí. Aby medvěd zmírnil svědění, olizuje si tlapky.

Abych objasnil podrobnosti procesu hibernace u medvědů, vyžádal jsem si komentáře od vědců ze Státní pedagogické univerzity Krivoj Rog.

Jak medvědi udržují svá těla ve stavu hibernace?

Každé zvíře existuje díky metabolismu a energii, kterou mu poskytuje konzumovaná potrava. Přirozeně, že čím aktivnější je životní styl a čím intenzivnější jsou fyziologické procesy, tím více „paliva“ v podobě potravy je třeba do těla dodat. V organismu, který je v klidu formou hibernace, je intenzita všech metabolických procesů snížena na fyziologické minimum. Tedy přesně tolik energie, aby bylo zajištěno, že zvíře zůstane naživu a v tkáních a orgánech nedojde k degenerativním procesům kvůli nedostatku energie. Obecně lze tento stav přirovnat k tomu, co se děje během normálního spánku, ale přirozeně je více „přehnaný“.

Hlavním spotřebitelem energie v těle je mozek a svaly (nejméně 2/3 celkové energie těla). Ale jelikož je svalový systém během spánku neaktivní, dostávají jeho buňky přesně tolik energie, kolik je nutné k udržení jejich existence. Proto při „nízké rychlosti“ začnou pracovat i další orgány, které rovněž dostávají velmi málo energie. Trávicí soustava v podstatě nemá co trávit (protože střeva jsou téměř prázdná, jak bylo zmíněno výše). Odkud se tedy bere toto minimální množství energie, kterou šelma stále potřebuje? Získává se z tukových a glykogenových zásob nashromážděných během aktivního období roku. Spotřebovávají se postupně a většinou vydrží až do jara.

Mimochodem, ti medvědi, kteří v létě „špatně jedli“, se často stávají spojovacími tyčemi. Existuje mnoho ústních příběhů, že v hubených letech je více spojovacích tyčí. Tukové a glykogenové zásoby jsou tedy hlavním zdrojem energie. Další životně důležitou látkou je kyslík. Ale protože je tělo neaktivní, je potřeba mnohem méně kyslíku. Dechová frekvence je tak výrazně snížena. A pokud tkáně těla během hibernace vyžadují velmi malé množství kyslíku a živin, pak se krev, která je nese, může pohybovat mnohem pomaleji. Proto se srdeční frekvence výrazně snižuje a srdce také spotřebovává méně energie. Úspora vody je spojena nejen s „ucpáním“ střev, ale se samotným zastavením činnosti ledvin.

Existují další příklady hibernace mezi teplokrevnými zvířaty?

Adaptace, jako je hibernace u medvědů, je pro teplokrevné živočichy velmi neobvyklý jev, ale vůbec ne ojedinělý. Vyskytuje se také u ježků mírných zeměpisných šířek, svišťů obývajících euroasijské stepi a některých zástupců čeledi Mustelidae (jezevci). V obzvlášť chladných a hladových zimách mohou veverky a mývalové upadnout do podobného stavu, ale ne na dlouho, a jejich životně důležité procesy se nezpomalí tolik jako u medvědů. Kromě zimního hibernace (hibernace) existuje i letní hibernace (estivace). Někteří obyvatelé horkých pouští (někteří hmyzožravci, hlodavci, vačnatci) spadají do těch druhých.

Děje se tak v nejteplejších obdobích roku, kdy se získávání potravin a vody stává mnohem energeticky náročnější a v podstatě i neefektivní. Proto je pro zvíře snazší hibernovat a přečkat nepříznivé podmínky. Kromě sezónní hibernace existuje i denní hibernace. Je charakteristický pro některé létající teplokrevníky – kolibříky a netopýry. Faktem je, že oba během letu velmi rychle mávnou křídly. Díky tomu se jejich let stal ovladatelnějším a výroba potravin zefektivnila. Za vše v přírodě se ale musí platit. Jejich letové svaly spotřebují hodně energie, která na celý den nestačí (nehledě na to, že jak kolibříci, tak netopýři v aktivní fázi dne konzumují potravu vážící více než polovinu své vlastní hmotnosti).

Jak můžete vidět, jejich rychlost metabolismu je prostě kolosální. Proto během spánku (a odpočinek v podobě spánku je pro každé zvíře nezbytný – i to je normální a povinný fyziologický proces) klesá jejich životní aktivita na parametry srovnatelné s těmi, které jsou pozorovány u medvědů.

Jak se liší stav hibernace medvědů od například pozastavené animace žab?

U teplokrevných živočichů nelze během hibernace zcela „vypnout“ fyziologické procesy. Proto jsou teplokrevní – potřebují teplo, které si sami vyrábí. Jiný obraz lze pozorovat u poikilotermních živočichů – jejich životní procesy jsou téměř zcela pozastaveny. To znamená, že buňky těla zůstávají v téměř zachovalém stavu, dokud nepřijdou lepší časy – až slunce zahřeje a dá dostatek tepla k prohřátí těla. To se děje u všech obojživelníků mírných a severnějších zeměpisných šířek.

Je známou skutečností, že jedinci ocasatého obojživelníka sibiřského mloka po několika desetiletích doslova zamrznutí v ledu (!) po rozmrazení „ožili“ a cítili se zcela normálně. Zimující hadi a ještěrky jdou také do pozastavené animace, ale jejich těla nejsou tak houževnatá (nepřežijí zmrazení). Dalším příkladem jsou ryby, které žijí ve vysychajících vodních plochách v Africe, Jižní Americe a Austrálii a v obdobích sucha se zahrabávají do bahna. Procesy probíhající v jejich tělech během tohoto období jsou blízké těm, které se vyskytují u obojživelníků – téměř úplné pozastavení životně důležité činnosti až do lepších časů.

Co se týče plazů horkých krajin, je třeba říci, že jsou sice chladnokrevní, ale jejich zkušenost s nepříznivými podmínkami je více podobná zkušenostem teplokrevných – výrazné snížení intenzity fyziologických procesů, nikoliv však stop (solární tepelné energie je dostatek). Velcí plazi (krokodýli, krajty a hroznýši) tak „odpočívají“ až rok a tráví velkou kořist, kterou jedí.

Je možné uměle vytvořit hibernační režim pro zvířata, která nezimují?

Ne. Bude to abnormální stav jako kóma.

Jak se mohl takový přezimovací mechanismus objevit u medvědů? Byl takový mechanismus vyvinut během mnoha stovek tisíc let nebo se objevil spontánně?

Všechny fyziologické procesy jsou řízeny geneticky. V průběhu evoluce se u určité skupiny jedinců mohl vyvinout určitý fyziologický rys, spočívající ve zvláštním spánkovém režimu (denní, normální) v chladném období roku, doprovázeném mírným poklesem fyziologické aktivity a poklesem tělesná teplota o 1-2 stupně.

Tato vlastnost dávala těmto jedincům určitou výhodu ve smyslu ekonomičtější spotřeby energie v podmínkách s menším množstvím potravy. Zároveň začala poskytovat tak velkou výhodu v přežití, že postupně v populaci zůstali jen takoví mutanti. Následně selekce na tuto vlastnost pokračovala – spánek se prodlužoval a prohluboval a intenzita tělesných pochodů se stále více snižovala. Nakonec se zvířátka naučila dělat pelíšky. Mimochodem, tato vlastnost by mohla poskytnout značnou výhodu také proto, že právě během zimního spánku samice rodí mláďata a v tuto dobu jsou v teple a chráněna, skryta před zvědavými pohledy. Obecně platí, že vývoj fenoménu hibernace pokračoval (a možná pokračuje) samozřejmě ne méně než několik set tisíc let.

Za pomoc při přípravě tohoto článku by redaktoři Geektimes rádi poděkovali:
Evgeniy Olegovich Broshko, Ph.D., docent, Katedra zoologie, KSPU (Krivoy Rog State Pedagogical University)
Evtushenko Eduard Alekseevich, Ph.D., docent, Katedra botaniky a ekologie KSPU