Ktoré cicavce zimujú v zime? Tak ako u zvierat, o ktorých sme doteraz hovorili, aj u cicavcov je hibernácia biologickou adaptáciou na prežitie nepriaznivého ročného obdobia. Napriek tomu, že zvieratá s konštantným

Aké zmeny nastávajú u hibernujúcich cicavcov? Z fyziologického hľadiska je hibernácia cicavcov charakterizovaná oslabením všetkých životných funkcií organizmu (pozri tabuľku) na minimum, ktoré by im umožnilo prežiť

Vtáky sa zvyčajne delia na prisadnuté a sťahovavé, v závislosti od ich životného štýlu. Ale sú medzi nimi aj veľmi zvláštne vtáky. Toto je americký belorítok. Hoci tieto vtáky nemajú radi chladné obdobie, neponáhľajú sa opustiť svoje rodné krajiny pri hľadaní najlepšie miesta na prezimovanie. Namiesto vyčerpávajúcich a nebezpečných letov sa vybrali na zimný spánok v útulnom mieste.

Americký bielohrdlý, alebo kalifornský, ako sa niekedy nazýva, sa vyskytuje v suchých oblastiach západnej Severnej Ameriky. Jeho rozsah siaha od kanadskej provincie Britská Kolumbia na severe až po centrálne oblasti Mexika na juhu. Jedná sa o malého vtáka, ktorého hmotnosť dosahuje iba 35 - 55 gramov a veľkosť tela je 20 centimetrov.

Nočné hniezda si stavajú na zemi pod kríkmi alebo trávou. Koncom jari a počas celého leta znáša samica zvyčajne dve vajíčka. Vyskytli sa však prípady, keď si samica vytvorí druhé hniezdo a nakladie novú várku vajec, zatiaľ čo samec kŕmi vyliahnuté potomstvo. Okrem tejto vlastnosti majú nočné jari veľmi zaujímavú obrannú reakciu na objavenie sa predátorov: lyžiari doširoka otvárajú ústa a hlasno syčia, čím napodobňujú správanie hada.

Nočné sú aktívne v noci, keďže ich hlavnou potravou je nočný lietajúci hmyz. S nástupom chladného obdobia sa nočné poháre dostanú do zvláštneho stavu, ktorý pripomína hibernáciu u cicavcov. V tomto ročnom období prakticky chýba ich hlavná potrava, hmyz. Aby si nekomplikovali život hľadaním potravy, ukladajú sa na zimný spánok. Nočníci si nájdu pokojné miesto v štrbinách skál a ponoria sa do strnulosti, ktorá môže trvať 10-20 dní až 3 mesiace. Štúdie ukázali, že metabolické procesy v tele vtákov sa spomalia natoľko, že ich telesná teplota môže klesnúť až na 10 stupňov Celzia. Boli zaznamenané prípady, keď telesná teplota vtákov klesla na 3-4 stupne a spotreba kyslíka sa znížila až 30-krát. Ich miesta zimného spánku zároveň nie sú úplne uzavreté pred vonkajším svetom. Nočný jarček sa usadí na zimu, aby naň dopadali slnečné lúče a zohrievali ho svojím teplom.

Zaujímavé je, že nie všetky belorítky majú túto zručnosť. Populácia severských vtákov, ktorá žije v Kanade a severných štátoch USA, stále uprednostňuje let na juh do Mexika. Nočné mršky, pôvodne žijúce na juhu, sa len ukladajú na zimný spánok.

Zaujímavá funkcia Zoológovia objavili, že nočné lahôdky upadli do zimnej strnulosti až v roku 1947, keď boli v skalách nájdené polomŕtve vtáky. Domorodí Američania však vedeli o tejto vlastnosti vtákov dlho pred objavom vedcov, pretože v jazyku Indiánov Hopi sa nočný medveď biely nazýva „spiaci“.

Zistili sme teda, že väčšina zvierat s nestabilnou telesnou teplotou, ktorá závisí od prostredia, upadá do stavu hibernácie. Prekvapivo však mnohé zvieratá so stálou telesnou teplotou, ako napríklad vtáky, môžu zimovať aj počas nepriaznivých ročných období. Je známe, že väčšina vtákov sa vyhýba nepriaznivým zimným podmienkam migráciou. Ale už Aristoteles (384 - 322 pred n. l.) vo svojich viaczväzkových Dejinách zvierat upozornil na fakt, že „niektoré vtáky odlietajú prezimovať do teplých krajín, iné sa uchyľujú do rôznych úkrytov, kde spadnú do k hibernácii.“ K tomuto záveru dospel aj veľký švédsky prírodovedec Carl Linné, ktorý vo svojom diele Systém prírody (1735) napísal: zimovanie v trstinových porastoch pozdĺž brehov jazier a riek. Aristotela a Linného odmietli ornitológovia, ktorí sa odvolávali na známu skutočnosť, že niektoré vtáky migrujú do teplých krajín, zatiaľ čo nesťahovavé sú aktívne v zime a vtáky hibernujú, na rozdiel od tvrdenia mnohé veda nepozná. Až po tom, čo americkí vedci v roku 1937 objavili v skalnej štrbine zimomriavku zimomriavkovú (Phalaenoptilus nuttalii), sa ukázalo, že niektoré druhy vtákov môžu v nepriaznivých ročných obdobiach upadnúť do podobného stavu. Obaja vedci vykonali hlbšie štúdie a zistili, že pred upadnutím do hibernácie stráca tento vtáčí druh značnú časť svojej hmotnosti a v určitom bode v dôsledku tohto vyčerpania je mechanizmus prechodu do stavu strnulosti. aktivovaný. V tomto stave metabolizmus prudko klesá, potreba kyslíka sa znižuje takmer 30-krát a telesná teplota klesá zo 40-41°C na 18-19°C a ešte nižšie. Vtáky upadli do strnulosti, ktorá trvala asi 3 mesiace a vyvolávala dojem, že sú mŕtve. Zistilo sa, že počas hibernácie spotreboval nočný kôň s hmotnosťou 40 g 0,15 ml kyslíka na 1 g hmotnosti za hodinu, zatiaľ čo v normálnom stave - 2,7 ml. Tí istí vedci okrúžkovali jedného z týchto vtákov a v ďalších rokoch sa ukázalo, že zimovala vždy 4 roky na tom istom mieste. Neskôr sa zistilo, že v Severnej Amerike žije aj jej ďalší príbuzný, nočný medveď malý (Chordeilis minor). a Antily, upadá do stavu hibernácie. V Dánsku bol v rovnakom stave pri teplote vzduchu 0°C nájdený nočný medveď európsky (Caprimutgus europeus). Pokusy s ním ukázali, že keď sa teplota vzduchu umelo znížila na 4 ° C, vták upadol do strnulosti a jeho telesná teplota klesla z 37 - 40 ° C na 16 - 17 ° C a rýchlosť dýchania - od 50 - 70 až niekoľko minút. Existujú pozorovania, že niektoré druhy lastovičiek (dedinské a skalnaté) sa v zime ukladajú aj na zimný spánok, nechávajú ich niekoľko dní za nepriaznivých podmienok (napríklad pri blížiacom sa cyklóne). V stave strnulosti klesla telesná teplota týchto kurčiat z 39 °C na 20 °C a ešte nižšie, pulz a dýchanie sa spomalili a v tomto stave prežili 7–12 dní. Keď sa rodičia znova objavili, zahriali ich telami a kurčatá sa vrátili k životu. V priaznivom období mláďatá rorýs vyletovali z hniezda po 33-35 dňoch a v nepriaznivom období, keď upadli do strnulosti, potrebovali 40-50 dní.Už dávno je známe, že mláďatá niektorých druhov kolibríkov do podobného strnulého stavu upadajú aj vtedy, ak matka, ktorá odletela za potravou, sa zdrží viac ako desať minút (u kolibríkov kŕmia potomstvo iba samice). Po jej návrate zohriati materinským teplom sa vracajú k životu. Zistilo sa, že dospelé kolibríky viacerých druhov (Calypte costae, C. anna, Eugenes Lampornis), žijúce na americkom kontinente, sú tiež schopné upadnúť do stavu strnulosti počas obzvlášť chladných nocí, keď ich telesná teplota klesne na 8,8. ° C. Je dokázané, že hmotnosť rôznych druhov kolibríkov sa pohybuje od 1,7 do 19,1 g a potreba kyslíka u malých jedincov v pokoji je 11 - 16 ml na 1 g hmotnosti za hodinu, počas letu - 70 - 85 ml, a v stave strnulosti len 0,17 ml. Energetický výdaj kolibríkov je vysoký a hrozí, že kolibríky s telesnou teplotou 44 °C nevydržia obdobie spánku bez jedla, keďže nebudú mať dostatok energetických zásob. V tejto situácii ich telo pri nadmernom ochladzovaní z nočného vyčerpania stratí možnosť opäť sa zahriať na začiatku svojej aktívnej fázy. Medzitým, ako viete, noci na náhorných plošinách Južnej a Strednej Ameriky, kde žijú kolibríky, sú chladné. Preto majú kolibríky ochranný mechanizmus - v noci upadajú do torpidného stavu a ich telesná teplota sa porovnáva s teplotou okolia; teda nevzdávajú sa svojho tepla a ukladajú energiu, ktorá nie je využitá na tvorbu tepla v tele. V tomto prípade platí zákon holandského fyziológa Van Gougha odrážajúci vzťah medzi reakčnou rýchlosťou chemických procesov a teplotou (ak telesná teplota klesne o 10°C, metabolické procesy začnú prebiehať takmer 3x pomalšie). Takže ak telesná teplota kolibríka klesne zo 44°C na 34°C, povedie to k trojnásobnému zníženiu metabolizmu a tým aj k výraznému šetreniu energie.Podobná regulácia telesnej teploty počas strnulosti bola zistená aj v kolibrík purpurový (Eulampis jugularis), ktorý podobne ako iné kolibríky ľahko upadne do torpidného stavu. V stave strnulosti je telesná teplota tohto druhu kolibríka zvyčajne blízka teplote vzduchu, ale ak teplota vzduchu klesne pod 18 ° C, telesná teplota vtáka už neklesne a zostáva na 18 - 20 ° C. Torpor, do ktorého spadajú niektoré druhy vtákov, sa výrazne líši od hibernácie, ktorá je charakteristická pre mnohé cicavce. Po prvé, telo vtákov nielenže neakumuluje energetické zásoby vo forme tuku, ale naopak, značnú časť ich spotrebuje. Zatiaľ čo cicavce upadajú do hibernácie, keď výrazne priberú na váhe, vtáky strácajú pred stuporom veľkú váhu. Preto by sa fenomén strnulosti u vtákov podľa sovietskeho biológa R. Potapova nemal nazývať zimný spánok, ale podchladenie.Doposiaľ mechanizmus podchladenia u vtákov nebol úplne prebádaný.Je zaujímavé, že všetky vtáky schopné upadnutia do stavu strnulosti, v systematickom Vo vzťahu k sebe sú blízki príbuzní a majú spoločné fyziologické a ekologické črty. Pád týchto vtákov do stavu strnulosti za nepriaznivých životných podmienok je adaptívnou fyziologickou reakciou, ktorá bola fixovaná v procese evolúcie.

Zistili sme teda, že väčšina zvierat s nestabilnou telesnou teplotou, ktorá závisí od prostredia, upadá do stavu hibernácie. Prekvapivo však mnohé zvieratá so stálou telesnou teplotou, ako napríklad vtáky, môžu zimovať aj počas nepriaznivých ročných období. Je známe, že väčšina vtákov sa vyhýba nepriaznivým zimným podmienkam migráciou. Ukázalo sa, že niektoré druhy vtákov môžu v nepriaznivých ročných obdobiach upadnúť do podobného stavu. Existujú pozorovania, že niektoré druhy lastovičiek (dedinské a skalnaté) sa v zime ukladajú aj na zimný spánok. Stav krátkodobej torpidity, ktorý vedci nazývajú torpidita, bol pozorovaný u čerstvo vyliahnutých čiernych rýchlych mláďat, ktoré do tohto stavu upadnú, keď ich rodičia opustia na niekoľko dní v nepriaznivých podmienkach (napríklad počas blížiaceho sa cyklónu). v stave strnulosti telesná teplota týchto kurčiat klesla z 39 °C na 20 °C a ešte nižšie, pulz a dýchanie sa spomalili a v tomto stave prežili 7-12 dní. Keď sa rodičia znova objavili, zahriali ich telami a kurčatá sa vrátili k životu. v priaznivom období mladé rorýse vyletovali z hniezda po 33–35 dňoch a v nepriaznivom období, keď upadli do strnulosti, potrebovali 40–50 dní.

Už dlho je známe, že kurčatá niektorých druhov kolibríkov tiež upadajú do podobného torpidného stavu, ak matka, ktorá odletela za potravou, sa zdrží viac ako desať minút (u kolibríkov kŕmia potomstvo iba samice). Po jej návrate zohriati materinským teplom sa vracajú k životu. Zistilo sa, že dospelé kolibríky niekoľkých druhov žijúcich na americkom kontinente sú tiež schopné upadnúť do stavu strnulosti počas obzvlášť chladných nocí, keď ich telesná teplota klesne na 8,8 °C. Bolo dokázané, že hmotnosť rôznych druhov kolibríkov sa pohybuje od 1,7 do 19,1 g a spotreba kyslíka malých jedincov v pokoji je 11 - 16 ml na 1 g hmotnosti za hodinu, počas letu - 70 - 85 ml a v stave stuporov iba 0,17 ml. Energetický výdaj kolibríkov je vysoký a hrozí, že kolibríky s telesnou teplotou 44 °C neprežijú obdobie spánku bez jedla, keďže nebudú mať dostatok energetických zásob. V tejto situácii ich telo pri nadmernom ochladzovaní z nočného vyčerpania stratí možnosť opäť sa zahriať na začiatku svojej aktívnej fázy. Medzitým, ako viete, noci na náhorných plošinách Južnej a Strednej Ameriky, kde žijú kolibríky, sú chladné. Preto majú kolibríky ochranný mechanizmus - v noci upadajú do torpidného stavu a ich telesná teplota sa porovnáva s teplotou okolia; teda nevzdávajú sa svojho tepla a ukladajú energiu, ktorá nie je využitá na tvorbu tepla v tele. v tomto prípade platí zákon holandského fyziológa Van Gougha odrážajúci vzťah medzi reakčnou rýchlosťou chemických procesov a teplotou (ak telesná teplota klesne o 10°C, metabolické procesy začnú prebiehať takmer 3x pomalšie). Ak teda telesná teplota kolibríka klesne zo 44 °C na 34 °C, povedie to k trojnásobnému zníženiu metabolizmu, a teda k výraznému šetreniu energie.

Podobná regulácia telesnej teploty počas strnulosti bola zistená aj u kolibríka purpurového, ktorý podobne ako iné kolibríky ľahko upadne do torpidného stavu. v stave nehybnosti je telesná teplota tohto druhu kolibríka zvyčajne blízka teplote vzduchu, ale ak teplota vzduchu klesne pod 18 ° C, telesná teplota vtáka už neklesne a zostáva na 18–20 ° C.

Torpor, do ktorého upadajú niektoré druhy vtákov, je úplne odlišný od hibernácie, ktorá je bežná pre mnohé cicavce. Po prvé, telo vtákov nielenže neakumuluje energetické zásoby vo forme tuku, ale naopak, značnú časť ich spotrebuje.

Zatiaľ čo cicavce upadajú do hibernácie, keď výrazne pribrali, vtáky pred stuporom výrazne schudnú. Preto by sa fenomén strnulosti u vtákov mal podľa sovietskeho biológa R. Potapova nazývať nie hibernáciou, ale podchladením.

Doteraz nie je úplne pochopený mechanizmus hypotermie u vtákov. Je zaujímavé, že všetky vtáky schopné upadnúť do stavu strnulosti sú systematicky navzájom blízkymi príbuznými a majú spoločné fyziologické a ekologické vlastnosti. Pád týchto vtákov do stavu strnulosti za nepriaznivých životných podmienok je adaptívnou fyziologickou reakciou, ktorá bola fixovaná v procese evolúcie.

Dátum pridania: 2015-08-06 | Zobrazenia: 366 | porušenie autorských práv

Nočnák americký hibernuje počas chladných zimných mesiacov, keď je hlavná potrava – lietajúci hmyz – nedostupná. Tieto vtáky môžu zostať neaktívne 10 až 25 dní, pričom telesné teploty klesajú pod 10 °C a dokonca sa zaznamenali aj poklesy až na 3 °C (pozri R. M. Brigham, 1992. Daily Torpor in a Free-rangeing Goatsucker, the Common Poorwill ( Phalaenoptilus nuttallii)).

Zdá sa, že domorodé obyvateľstvo juhozápadnej Severnej Ameriky si už dlho uvedomovalo nezvyčajnú schopnosť nočnej kryhy. Tak ho volali Indiáni Hopi holchoko‘sleeper’ (pozri C. P. Woods & R. M. Brigham. 2004. The Avian Enigma: „Hibernation“ by Common Poorwills ( Phalaenoptilus nuttalli)). Vedci prvýkrát zaznamenali hibernáciu tohto vtáka v roku 1946. Následne sa v laboratóriu skúmal hibernácia nočných koní a s príchodom miniatúrnych rádiových vysielačov citlivých na teplo v ich prirodzenom prostredí.

Podobne ako zimomravé cicavce, aj nočné jarky striedajú obdobia nečinnosti s pravidelnými prebúdzaniami. Nočné prístrešky sú vždy otvorené a orientované na juh alebo juhozápad, aby zostali pod nimi dlhšie slnečné lúče. Je veľmi dôležité, aby sa vtáky stihli dostať zo zimného spánku včas a pasívne vyhrievanie slnkom práve umožňuje ušetriť energiu na takéto rýchle prebudenie v prípade potreby.

Stav strnulosti v období chladného počasia a nedostatku potravy je výhodným spôsobom šetrenia energetických zásob, najmä u malých zvierat, ktoré majú spočiatku vysokú rýchlosť metabolizmu a preto potrebujú vo veľkom počte jedlo. Krátkodobá „denná“ strnulosť je typická pre asi 100 druhov vtákov z 29 čeľadí. Ale iba jeden druh využíva hibernáciu. prečo? Možno k tomu prispelo viacero faktorov. Nočný medveď sa živí lietajúcim hmyzom, ktorý je v chladnom počasí nedostupný, žije v suchom prostredí s nízkou produktivitou, zimuje na miestach s vysokou frekvenciou slnečné dni a vyberá si otvorené prístrešky, ktoré umožňujú využitie pasívneho solárneho ohrevu na občasné prebudenie.