أريد أن أعرف كل شيء

السبات الشتوي

Pin
Send
Share
Send


السبات الشتوي هي حالة من عدم النشاط (النوم العميق) والاكتئاب الأيضي في الحيوانات ، عادة في الطقس البارد ، وتتميز بانخفاض درجة حرارة الجسم ، وتباطؤ ضربات القلب والتنفس ، وانخفاض معدل الأيض. يساعد السبات في الحفاظ على الطاقة خلال فصل الشتاء ، عندما يكون هناك ندرة في الغذاء. لذلك ، ومن المعروف أيضا باسم وضع توفير الطاقة أو وضعيه الإستعداد من الحياة.

الإسبات هو أحد عدة أنواع من السكون ، وهو مصطلح عام يستخدم لوصف فترة في دورة حياة الكائن الحي عندما يتم تقليل النشاط الأيضي وتوقف النمو النشط مؤقتًا ، مثل الإيقاع والتوقف المؤقت والإيقاع والساق. التمييز بين هذه الأنواع المختلفة من السكون ، لا سيما بين الإرهاق (عادةً ما يشير إلى السكون في ظروف الطقس الدافئ أو الجفاف) ، والإسبات (عادةً ما يكون ذلك في ظل ظروف الشتاء ومن الأيام إلى الأشهر في المدة) ، والسكون (السكون قصير الأجل عمومًا ، بما في ذلك جزء من السكون) في اليوم) غالبًا ما تكون غير واضحة في الأدب تحت مصطلح السبات.

في حين أن الإسبات يفيد الغرض الفردي للكائنات والأنواع من أجل البقاء والتكاثر ، فإنه يساهم أيضًا في النظام البيئي أيضًا ، حيث يعمل كشكل من أشكال تقاسم الموارد وحفظها. وهذا هو أكثر من مجرد هروب من المنافسة القوية ، كما أنه يشكل مشاركة حكيمة للوقت والمساحة وموارد الشتاء المحدودة مع الآخرين.

أثناء السبات ، تخفض الحيوانات استقلابها بشكل كبير للاستفادة من احتياطيات الطاقة المخزنة كدهون في الجسم بمعدل أبطأ. قد يستمر الإسبات عدة أيام أو أسابيع حسب الأنواع ودرجة الحرارة المحيطة ووقت السنة. مع اقتراب فصل الشتاء من نهايته ، ينهي السبات فترات سباته عن طريق إثارة القتل الرحيم المتقطع حيث تتم استعادة درجة حرارة الجسم إلى قيم نموذجية. وبالتالي ، فإن السبات له قيمة بقاء للحيوانات.

Hibernators

تشمل الحيوانات التي توجد في سبات الخفافيش والسناجب الأرضية والقوارض الأخرى والليمور والفأر والقنفذ الأوروبي وغيرها من الحشرات ، monotremes ، و marsupials. توجد بعض أنواع الثدييات في حالة إسبات أثناء حملها صغارًا ، والتي تلد بعد فترة قصيرة من توقف الأم عن السبات.

تاريخيا ، أعرب بليني الأكبر أو جايوس بلينيوس سيكوندوس (23-79 هـ) عن إيمانه تاريخ طبيعي أن يبتلع سبت ، وأشار عالم الطيور القس جيلبرت وايت (1720-1793) إلى أدلة قصصية في التاريخ الطبيعي لسيلبورن التي أشارت إلى ذلك بكثير. ومع ذلك ، فإن الطيور عادةً لا تنام ، ولكنها تستخدم السبات بدلاً من ذلك. طائر استثنائي يعرف باسم Poorwill ، ولكن السبات (جايجر 1948).

هناك الحيوانات التي أصبحت نائمة يوميا. العديد من الحيوانات ذوات الدم الحار لديها متطلبات طاقة ضخمة. يصعب على البعض منهم استهلاك ما يكفي من الطعام للحفاظ على أنفسهم. للحفاظ على الطاقة ، تصبح الحيوانات مثل الطيور الطنانة والخفافيش البنية الصغيرة نائمة لجزء من كل يوم. هذا السباق اليومي يختلف عن السبات في طول السكون. يتم تقديم Torpor عادة كخفض قصير الأجل لمعدل الأيض. ومع ذلك ، فإن الاثنين يختلفان أيضًا في درجة عمق النوم وانخفاض درجة حرارة الجسم. يرى بعض العلماء أن السبات والإسبات بمثابة سلسلة متصلة.

يقال إن بعض الأفعى ، مثل Western Diamondback ، تتسرب في الكهوف كل شتاء. ومع ذلك ، فإن الأنواع الزواحف معروفة brumate، أو الخضوع brumation، لكن العلاقة بين هذه الظاهرة والإسبات ليست واضحة. في العديد من الحالات ، نجد أن السبات هو المصطلح المستخدم على نطاق واسع للطيور والثدييات ذات الدم الدافئ ، حيث تم الحفاظ على التهوية للحيوانات ذات الدم البارد مثل الزواحف وغيرها.

حيوان واحد يعتبره البعض مشهورًا في سبات هو الدب. ومع ذلك ، خلال حالة النوم الشتوي للدببة ، تكون درجة الاكتئاب الأيضي أقل بكثير مما لوحظ في الثدييات الأصغر. يفضل الكثيرون استخدام مصطلح "الرفض" بدلاً من وضع السبات. تظل درجة حرارة جسم الدب ثابتة نسبيًا (منخفضة من 37 درجة مئوية إلى 31 درجة مئوية تقريبًا) ويمكن أن تثار بسهولة. في المقابل ، قد يكون لسناجب السبات الأرضي درجات حرارة جسم منخفضة تصل إلى -2 درجة مئوية. ومع ذلك ، هناك الكثير من النقاش حول هذا داخل المجتمع العلمي. يشعر البعض أن الدببة السوداء هي سبات حقيقي يوظفون شكلاً أكثر تقدماً من السبات.

كان يعتقد على مدى بضعة أجيال خلال القرن العشرين أن أسماك القرش المتشمس استقرت في قاع بحر الشمال وسبت. ومع ذلك ، فقد قام بحث إضافي في عام 2003 بتبديد هذه الفرضية ، حيث أظهر أن أسماك القرش سافرت بنشاط عبر مسافات طويلة عبر الفصول ، متتبعة المناطق ذات أعلى كمية من العوالق (Sims et al. 2003). تم توثيق أسماك القرش كتاف لتكون قادرة على البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة من الزمن دون الأكسجين ، حتى تركت عالية وجافة ، وفي درجات حرارة تصل إلى 26 درجة مئوية (فوكس 2003). تشمل الحيوانات الأخرى القادرة على البقاء لفترات طويلة بدون أكسجين السمك الذهبي وسلحفاة التمرير ذات أذنين حمراء والضفدع الخشبي والأوز ذي الرأس (Fox 2003). ربما استخدموا السبات أو غيره من أشكال السكون للبقاء على قيد الحياة.

حتى وقت قريب ، لا يُعرف أي حيوان رئيس أو أي حيوان ثديي استوائي. ومع ذلك ، قدم عالم فسيولوجيا الحيوان كاثرين دوسمان من جامعة ماربورغ في فيليبس بألمانيا وزملاؤه أدلة في طبعة 24 يونيو 2004 من طبيعة، أن قزم الليمور ذو الذيل السمين في مدغشقر يسبت في ثقوب الأشجار لمدة سبعة أشهر من السنة (Dausmann et al. 2004). هذا مثير للاهتمام لأن درجات الحرارة في فصل الشتاء في مدغشقر ترتفع في بعض الأحيان إلى أكثر من 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) ، مما يعني أن "السبات" ليس تكيفًا حصريًا مع درجات الحرارة المحيطة المنخفضة. ومع ذلك ، غالبًا ما يتم وضع السبات كظواهر مناخية باردة ، في حين أن الإيقاع هو المصطلح المحدد لحالة السكون النادرة المماثلة للإسبات ، إلا أنه يحدث خلال أشهر الصيف عندما تصبح درجات الحرارة البيئية مرتفعة جدًا بحيث لا تحدث وظيفة فسيولوجية صحية . جادل والتر أرنولد من معهد الأبحاث لدراسة الحيوانات البرية والبيئة في جامعة فيينا وجيرهارد هلدماير ، عالم فيزيولوجي بجامعة ماربرج بألمانيا ، أن النوم في فصل الشتاء هو رد الفعل العام للثدييات وغيرها من الحيوانات في المواقف العصيبة من الموسم (Bethge 2006).

يعتمد وضع السبات في قزم الليمور ذي الذيل الدسم بشدة على السلوك الحراري لثقب الشجرة: إذا كانت الحفرة معزولة بشكل سيئ ، تتقلب درجة حرارة جسم الليمور بصورة عشوائية ، وتتبع درجة الحرارة المحيطة بشكل سلبي ؛ إذا تم عزلها جيدًا ، تظل درجة حرارة الجسم ثابتة إلى حد ما ويخضع الحيوان لنوبات منتظمة من الإثارة. وجد داوسمان أن نقص التمثيل الغذائي في حيوانات السبات لا يرتبط بالضرورة بانخفاض درجة حرارة الجسم.

في أكتوبر / تشرين الأول 2006 ، يُعتقد أن رجلاً يابانياً ، ميتسوتاكا أوشيكوشي ، كان في حالة "شاذة" لمدة ثلاثة أسابيع. كان قد نائم على جبل ثلجي وادعى أنه لم يستيقظ إلا بعد اكتشافه بعد 23 يومًا ؛ يعتقد الأطباء الذين عالجوه أن درجة حرارته قد انخفضت إلى 22 درجة مئوية (71 درجة فهرنهايت) خلال تلك الفترة (Tabuchi 2006).

السبات: استراتيجية البقاء على قيد الحياة

يتميز فصل الشتاء بالطقس البارد ونقص الموارد ، خاصة الغذاء. معظم الحيوانات إما أن تهاجر إلى بيئة مواتية قبل فجر الظروف القاسية أو تطوير التكيفات المناسبة للتعامل مع هذه الظروف. يوقف البعض تطوره ويبقى نائمة للهروب من مثل هذه الحالات ، بما في ذلك السبات.

يمكن اعتبار السبات الخيار الأكثر اقتصادية للهروب من الظروف البيئية القاسية. علماء البيئة في بعض الأحيان يفضلون مصطلح السبات هجرة الوقت. وهكذا ، فإن وضع السبات يسمح للحيوانات بالتخطي في المواسم الباردة والمجهدة ، ولا تنفق إلا بشكل كامل في تلك الأشهر من الغذاء الوفير والظروف المناخية المعتدلة. العيب الرئيسي للإسبات هو أن الحيوان يُترك بلا دفاع عن نفسه إذا لم يكن يستخدم عرينًا آمنًا ومحميًا جدًا (المعروف باسم مشتى).

إشارة والتحضير للنوم الشتاء

حيوانات الإسبات لها شيء في دمها تسمى HIT ، أو مشغل حث الإسبات. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن هذا النوع من الأفيون مرتبط كيميائياً بالمورفين. عندما تصبح الأيام أقصر ، تتغير درجة الحرارة ، ويصبح الطعام شحيحًا ، يؤدي HIT إلى وضع الإسبات (SMS 1995). ومع ذلك ، قد تعرض الحيوانات استجابات إلزامية (تنبؤية) إجبارية مع انخفاض طول اليوم ، أو إدخال حالتها السباتية فقط بعد تعرضها لظروف بيئية معاكسة (السبات التبادلي).

قبل الدخول في السبات ، تأكل معظم الأنواع كمية كبيرة من الطعام في الخريف ، في حين أنها وفيرة وتخزين الطاقة في رواسب الدهون من أجل البقاء في فصل الشتاء. السباتون لديهم نوعان من الدهون: الدهون البيضاء العادية والدهون البنية الخاصة. تشكل الدهون البنية بقع بالقرب من دماغ الحيوان وقلبه ورئتيه. إنه يرسل دفعة سريعة من الطاقة لتسخين هذه الأعضاء ، عندما يحين وقت الاستيقاظ. يقوم البعض بتخزين الطعام في جحورهم أو أوكارهم ، لتناول الطعام عندما يستيقظون لفترات قصيرة. معظم حيوانات السبات تبني نفسها عشًا (السبات).

الحالة الفسيولوجية أثناء السبات

عند خفض الأيض إلى أدنى المستويات ، يخفض السباتون درجة حرارة الجسم تقريبًا إلى درجة حرارة البيئة ، ويبطئون نبضات القلب والتنفس ، ويستفيدون من احتياطي الطاقة بمعدل أبطأ.

على سبيل المثال ، يتباطأ معدل ضربات القلب عند السبات من 80 إلى 4 نبضة في الدقيقة ، وتنخفض درجة حرارته من 37 درجة مئوية (98 درجة فهرنهايت) إلى 4 درجات مئوية (38 درجة فهرنهايت). إذا انخفضت درجة حرارته بشكل كبير ، فستستيقظ قليلاً وترتجف قليلاً. يأخذ السنجاب الأرضي في القطب الشمالي أيضًا استراحة لبضع ساعات من حالته المؤقتة للموت الظاهري. قد يكون لسناجب السبر الأرضي في القطب الشمالي درجات حرارة جسم منخفضة تصل إلى -2 درجة مئوية. حتى في هذا "التبريد الفائق" ، يتم الاحتفاظ بسوائل الجسم في "حالة مستقرة" ولا يُسمح بالتجميد.

يقال إن الحيوانات الصغيرة يمكنها تقليل احتياجاتها من الطاقة بنسبة تصل إلى 98 في المائة عن طريق الانخراط في مثل هذا السلوك. لم تعد الشفرات المتسلسلة الوراثية موجودة في نواتها الخلوية ، ولم تعد البروتينات مركبة ، وتم تجميد سلاسل التفاعل بأكملها. كما يتوقف الجهاز المناعي عن العمل. لم يعد هناك أي نشاط الدماغ المرئي على EEG (Bethge 2006).

أثناء النوم الشتوي للدب ، قد ينخفض ​​معدل ضربات قلب الدب الأسود أو الأسود من معدل طبيعي يتراوح بين 40-50 نبضة في الدقيقة إلى 8-12 درجة مئوية ، وتبقى درجة حرارة الجسم ثابتة نسبياً (من الاكتئاب من 37 درجة مئوية إلى حوالي 31 درجة مئوية) ، ويمكن أن تثار بسهولة. هذه الدببة فريدة أيضًا لأنها ، على عكس السباتين الآخرين ، لا تأكل أو تشرب أو تفرز على الإطلاق أثناء السبات ، والتي قد تصل إلى ستة أشهر (SMS 1995).

إنهاء السبات

يستيقظ السبات في فصل الربيع بسبب ارتفاع درجة حرارة البيئة وعادة ما يكونون في حالة جائع جدًا. في العديد من الثدييات ، توجد منطقة غنية بالخلايا الدهنية البنية بالقرب من الأوعية الدموية الصدرية. عند التحفيز من الخلايا العصبية الودية ، تجري هذه الخلايا أكسدة هوائية سريعة للعديد من قطرات الدهون. تعتبر الطاقة المنبعثة بهذه الطريقة مهمة بشكل خاص لرفع درجة الحرارة الأساسية بسرعة أثناء الاستيقاظ من الإسبات (Taylot et al. 2000).

يقال إن الضوضاء والاهتزازات الناتجة عن عربات الثلوج والمركبات ذات التضاريس الأرضية وغيرها من المركبات الآلية تزعج أحيانًا حيوانات الإسبات التي قد تعاني بشدة أو تموت نتيجة الاستيقاظ المبكر في أوقات نقص الغذاء.

المراجع

  • Bethge، P. 2006. يسأل الباحثون الذين ينامون في فصل الشتاء: هل يستطيع البشر السبات؟ مجلة شبيغل. تم استرجاعه في 10 أبريل 2007.
  • Dausmann، K. H.، J. Glos، J. U. Ganzhorn، and G. Heldmaier. 2004. علم وظائف الأعضاء: السبات في الرئيسيات المدارية. طبيعة 429: 825-826. تم استرجاعه في 16 مايو 2007.
  • Fox، D. 2003. Breathless: سمكة قرش ذات خدعة مدهشة للحفل تقوم بتعليم الأطباء كيفية حماية أدمغة مرضى السكتة الدماغية. عالم جديد 177: 46. استرجاع 23 مايو 2007.
  • جايجر ، E. C. 1948. هل سبت الفقراء؟ الكندور نسر أميريكي 50: 45-46.
  • روجرز ، L. L. 2000.Bear مركز يجري دراسة السبات: خريف عام 1999. معهد بحوث الحياة البرية. تم استرجاعه في 10 أبريل 2007.
  • Sims، D. W.، E. J. Southall، A. J. Richardson، P. C. Reid، J. D. Metcalfe. 2003. الحركات الموسمية وسلوك القرش المتشمس من علامات الأرشفة. سلسلة تقدم البيئة البحرية 248: 187-196. تم الاسترجاع فى 24 مايو 2007.
  • رسالة قصيرة. 1995. كيف تقضي الحيوانات الشتاء؟ العلم صنع بسيط. تم استرجاعه في 10 أبريل 2007.
  • Tabuchi ، H. 2006. رجل "السبات" يبقى على قيد الحياة لمدة 3 أسابيع. وكالة انباء، 20 ديسمبر 2006. تم استرجاعه في 23 مايو 2007.
  • Taylor، D. J.، N. P. O. Green، and G. W. Stout. 2000. علم الاحياء، الطبعة الثالثة. صحافة جامعة كامبرج. ISBN 0521639239

شاهد الفيديو: لماذا تلجأ بعض الحيوانات للسبات الشتوي (يونيو 2020).

Pin
Send
Share
Send