Dlaczego niektóre zwierzęta hibernują?

Kiedy ktoś mówi o zasypianiu na zimę, wyobrażamy sobie wielkiego brunatnego niedźwiedzia chrapiącego w gawrze zasypanej śniegiem. Nie bez powodu też potoczne stało się powiedzenie „śpi jak suseł”, gdyż to zwierze również ma zwyczaj zapadania w sen zimowy. To pojęcie, w powszechnym użyciu jest utożsamiane z hibernacją, nazywaną też hibernacją naturalną. Innym częstym określeniem jest: stan spoczynku lub letargu zimowego. Pewne zwierzęta wykształciły ewolucyjną zdolność do niego. Dlaczego niektóre zwierzęta hibernują? Kiedy noce stają się długie, a temperatury są coraz niższe, ich ciało przechodzi zmiany w fizjologii, które w efekcie zmuszają organizm do spowolnienia metabolizmu i zapadnięcia w długi, wielotygodniowy sen. Dla tych gatunków zwierząt to nie tylko kwestia tymczasowego komfortu, ale wręcz przystosowanie konieczne do przetrwania.

Czym jest hibernacja?

Hibernacja (łac. hibernare) to fizjologiczny stan organizmu, o charakterze przystosowawczym, polegający na wyłączeniu termoregulacji, znacznym spowolnieniu procesów życiowych i obniżeniu temperatury ciała, zwiększający tolerancję organizmu wobec niesprzyjających warunków środowiskowych.

Hibernacja jest więc stanem służącym przetrwaniu w warunkach zimowych, gdy temperatura wokół znacznie spada. Ze względu na to, często nazwy się ją  snem, letargiem lub odpoczynkiem zimowym.  Wyróżnia się dwa rodzaje hibernacji naturalnej:

• obligatoryjną – wystepująca zawsze w określonej porze,
• fakultatywną – wywoływana przez czynniki środowiskowe.

Sen zimowy, czyli inaczej hibernacja naturalna

Niektóre zwierzęta w okresie zimowym zapadają w fizjologiczny stan odrętwienia organizmu zwany hibernacją, która objawia się okresowym spowolnieniem procesów życiowych takich jak:

• spowolnienie akcji serca,
• zmniejszenie tempa metabolizmu,
• spowolnienie oddychania,
• zmniejszenie aktywności  mózgu,
• spadek temperatury ciała,
• obniżenia pobudliwości nerwowej.

Stan ten trwa od kilku tygodni do kilku miesięcy. Może być ciągły lub z krótkimi przerwami. Poprzedzony jest gromadzeniem tkanki tłuszczowej w organizmie lub robieniem zapasów pokarmu w gnieździe, norze lub legowisku.

Dlaczego niektóre zwierzęta hibernują? Gatunki stałocieplne

Niedźwiedź brunatny

Jest bardzo dużym drapieżnikiem. Jego waga dochodzi do 800 kg. Zamieszkuje górskie lasy. Przed zapadnięciem w hibernację naturalną gromadzi  w organizmie tkankę tłuszczową. Są to jego „zapasy  na zimę”. Schronienie na czas snu zimowego znajduje  w pieczarach, zaroślach lub wykrotach. W swej kryjówce zwanej gawrą zimuje długo, lecz nie zapada w całkowite odrętwienie i od czasu do czasu się budzi.

W trakcie okresu hibernacji zwierzę traci na wadze nawet do 200 kg. Dlatego wiosną, aby uzupełnić masę ciała, musi jeść dużo mięsa, dopiero potem przechodzi na szerszą dietę zawierającą także rośliny. W okresie zimy, od grudnia do lutego samica niedźwiedzia rodzi od 2 do 4 młodych, które przez pierwsze 4 tygodnie są ślepe. Małe wychodzą po raz pierwszy na powietrze wiosną.

Jeż

Jest to małe zwierzątko pokryte ostrymi kolcami. Jeże prowadzą naziemny i nocny tryb życia. Są samotnikami. Potrafią się wspinać i pływać. Głównie żywią się owadami, ale mogą jeść też pokarm roślinny. W klimacie umiarkowanym jeże zapadają w sen zimowy, zagrzebując się w stertach opadłych liści. Przed tym jednak nabierają masy ciała. Niektóre z nich podwajają swoją wagę przed zimą. W zimie jeże czasem się budzą. Dzieje się tak, kiedy zostają zmylone chwilowym wzrostem temperatury do ponad 10 C. Tracą wtedy dużo zasobów energetycznych.

Nietoperz

Jest wiele gatunków nietoperzy, nawet w samej Polsce. Są to jedyne zdolne do aktywnego lotu ssaki. Żywią się owadami, które zimą są nieaktywne. Chcąc przetrwać ten trudny okres, zapadają w stan hibernacji. Dzięki obniżeniu temperatury ciała o ponad 30 °C  znacznie spowalniają czynności życiowe, korzystając jedynie z podskórnych zapasów tłuszczu. Zimowymi schronieniami nietoperzy są najczęściej różnego rodzaju podziemia, takie jak:

• jaskinie,
• sztolnie,
• piwnice.

Hibernujące nietoperze budzą się co jakiś czas spontanicznie, aby napić się wody, załatwić pilne potrzeby fizjologiczne, czy też zmienić miejsce pobytu. Jeśli dodatkowe przebudzenia spowodują wyczerpanie się zapasów tłuszczu przed nastaniem wiosny, kończy się to śmiercią głodową zwierzęcia.

Borsuk

Jest ssakiem wszystkożernym. Prowadzi życie nocne. Dzień zwykle spędza w norze, która ma często dość skomplikowaną budowę i jest utrzymana w znakomitej czystości. W tejże kryjówce borsuk zasypia z nastaniem mrozów. Jego sen zimowy nie jest ciągły. Podczas ocieplenia budzi się i wychodzi z nory celem zaspokojenia pragnienia lub upolowania jakiejś przekąski. Podczas snu zimowego jego organizm zużywa nagromadzony jesienią tłuszcz, przez co traci na wadze nawet 7 kg.

Suseł

Susły są zwierzętami stadnymi. Żyją w rodzinach i koloniach, które wspólnie zajmują dane siedlisko i wzajemnie ostrzegają się przed niebezpieczeństwami. Kolonie najczęściej liczą od 20 do 200 osobników. Susły prowadzą dzienny tryb życia. Ich aktywność zmniejsza się jesienią, kiedy przygotowują się do przetrwania zimy. Wtedy wejścia do nor zostają od środka zabudowane ziemią i utkane sianem. Na czas od października do marca zwierzęta zapadają w sen zimowy. Hibernują samotnie, każdy w oddzielnej norze. W tym czasie  zwierzęta te kilka razy przebudzają się na krótko, wtedy  zużywają znaczną część zgromadzonej energii. Podczas snu temperatura ich ciała obniża się do 1,8–2,0 °C,  serce spowalnia swoją pracę, a organizm susła korzysta z zapasów tłuszczu zmagazynowanego w lecie i na jesieni.

Wiewiórka?

Wiewiórki prowadzą nadrzewny, aktywny tryb życia, ale wyłącznie za dnia. Najczęściej żyją pojedynczo, a gdy połączą się w pary, budują  gniazda w rozwidleniach gałęzi, czasami w dziuplach drzew lub w gniazdach gawronich. W okresie rui można obserwować dzikie pogonie samców i samic. Wbrew powszechnej opinii,  wiewiórki nie zapadają w sen zimowy. Mieszkają samotnie w dziuplach i cudzych gniazdach, a zimą żywią się zapasami gromadzonymi przez całą jesień. Niestety, mają słabą pamięć i często nie mogą znaleźć pożywienia.

Koszatka

Koszatka leśna jest gryzoniem. Wokół oczu posiada czarną plamę maskę. Oczy są duże i ciemne. W Polsce jest gatunkiem rzadkim. Występuje głównie we wschodnich Sudetach i zachodnich Karpatach. Między październikiem a kwietniem zapada w sen zimowy. Gromadzi zapasy pożywienia w norze lub dziupli. Latem buduje gniazdo z liści w koronach drzew.

Świstak

Cykl życiowy świstaka składa się z dwóch okresów: aktywności letniej i snu zimowego. Na przełomie września i października dla świstaka tatrzańskiego kończy się czas letniej aktywności i rozpoczyna się okres snu zimowego. Sygnałem dla organizmu zwierzęcia są zmiany w otoczeniu. Temperatura powietrza obniża się, dni stają się krótsze, ubożeje roślinność stanowiąca pożywienie. Świstaki zwijają się w kłębek i wspólnie układają na dnie komory w norze zimowej. Procesy metaboliczne ulegają spowolnieniu, dzięki czemu temperatura ciała obniża się z 37,7 °C do 8–10 °C, a więc do temperatury niższej o około 2–3 °C od temperatury panującej w norze. W okresie hibernacji świstak budzi się co mniej więcej 3 tygodnie. Przebudzenie trwa około 12–30 godzin, po czym zwierzę wraca do snu.

Chomik

Chomiki należą do rodziny gryzoni podobnie jak szczury i świnki morskie. Chomiki są głównie aktywne nocą, Dziko żyjące chomiki czasem zapadają w głęboki sen, gdy np. temperatura spada do ekstremalnego poziomu lub gdy kończą się zapasy jedzenia.

Dlaczego niektóre zwierzęta hibernują? Gatunki zmiennocieplne

W stan hibernacji naturalnej zapadają również zwierzęta zmiennocieplne: owady, pająki, węże, a także płazy i gady. Nie są one w stanie funkcjonować w niskich temperaturach, dlatego każde z nich na swój własny sposób zabezpiecza się przed zimnem.

Żaba

Większość żab spędza zimę na lądzie najczęściej w swoich dotychczasowych kryjówkach. Niektóre, jak np. mała ropuszka o nazwie grzebiuszka, na początku października pogłębia tylko swoją norkę w ziemi, aby nie zamarznąć. Natomiast żyjąca na drzewach mała zielona żabka rzekotka zimuje na dnie zbiorników wodnych. Żaby wodne zimują zarówno w wodzie, zagrzebane w mule, jak i w kryjówkach na lądzie. Najbardziej odporna na chłód jest żaba trawna, gdzie podczas lekkiej zimy spotyka się ją w lesie nawet w grudniu. Budzi się też wcześnie – na początku marca, gdzie tu i ówdzie leżą jeszcze płaty śniegu.

Żółw

Żółwie zapadają w sen zimowy, czyli hibernację. Zagrzebują się wtedy w błocie poniżej zamarzającej powierzchni lub dużej masie roślin. Wszystkie procesy życiowe niemalże zanikają. Zapasy tłuszczu zużywane są na podtrzymywanie pracy serca, płuc i mózgu. Inne żółwie, np. stepowe, aby uchronić się przed przegrzaniem, niedostatkiem wody lub pokarmu, zasypiają. Ten letni sen nazywany jest estywacją. Dzięki temu mogą przeczekać, aż warunki się poprawią.

Jerzyk

Jerzyk posiada wyjątkową cechę, zwłaszcza kiedy jest jeszcze pisklakiem. Umiejętność popadania w stan odrętwienia (hibernacji) to jedna ze strategii przetrwania tego gatunku. W momencie drastycznego spadku temperatury lub w trakcie gwałtownych opadów deszczu, burz, gradobicia, funkcje życiowe piskląt zostają spowolnione, a temperatura ciała spada do poziomu bliskiego śmierci. W  tym stanie mogą trwać bardzo długo, nawet 7 tygodni. Jednak tak długa hibernacja pozostawia po sobie ślad. W ciągu siedmiu tygodni w społeczności jerzyków bardzo wiele się zmienia, młode dorastają i są już zdolne do sprawnego, szybkiego lotu. Natomiast osobnik po hibernacji jest nieco opóźniony w rozwoju. Często zdarza się, że ptaki po prostu nie zdążą rozwinąć się na tyle, aby móc podjąć podróż do swoich zimowisk w centralnej Afryce.

Koliber

Kolibry są najmniejszymi ptakami na ziemi. Istnieje powód, dla którego kolibry są zawsze w ruchu. Nieustannie poszukują pożywienia. Kolibry muszą jeść raz na 10–15 minut. Oznacza to, że muszą dotrzeć do tysięcy kwiatów, od 1.000 do 2.000 dziennie. Kolibry nie potrafią chodzić, ale są jedynymi ptakami, które potrafią latać do tyłu i natychmiastowo przyśpieszyć do swojej pełnej prędkości. W nocy koliber zapada w stan hibernacji. Wtedy jego metabolizm zostaje aż 15 razy spowolniony.