Какви бозайници спят зимен сън през зимата? Както при животните, за които говорихме до тук, така и при бозайниците зимният сън е биологична адаптация за оцеляване в неблагоприятния сезон на годината. Въпреки факта, че животните с постоянна

Какви промени настъпват при зимуващите бозайници? От физиологична гледна точка хибернацията при бозайниците се характеризира с отслабване на всички жизнени функции на организма (виж таблицата) до минимума, който би им позволил да оцелеят

Много животни прекарват зимата в състояние, наречено хибернация. Въпреки това, от няколко хиляди вида птици, известни днес, само един - калифорнийската нощница - се потапя в зимен сън.

Тази птица е активна предимно през нощта, а през студените зимни месеци се крие в пукнатини между камъни и други скривалища. Нормалната му телесна температура е 35-45,5°C, но по време на зимен сън тя пада до 20°C и по-ниска, ако застудее. Така птицата спестява енергия, получена от запасите от мазнини.

Преди това учените не подозираха, че нощницата спи зимен сън. Едва през 1946 г. в един от калифорнийските каньони е открита спяща птица. Въпреки това, индианците вероятно са знаели за това, защото са нарекли тази птица „сънливец“.

В дълбок сън

Nightjar спят зимен сън на уединени места като пукнатини между камъни. Всяка година прекарва около 90 дни без движение, със затворени очи.

При заплаха от нападение нощницата надува тялото си и разперва криле. Нощницата е нощна птица, която се храни с насекоми. Тя прекарва деня в храсти или дървета.

Nightjar - птица, която спи зимен сън

Дори бащата на науката Аристотел в своята известна История на животните пише, че някои птици отлитат за зимата в топлите страни (повече за), но някои не отлитат, а се крият в уединени убежища и дупки, където зимен сън. Това мнение се поддържа в науката до началото на 19 век. И дори такива видни натуралисти като Карл Линей и Жорж Кювие веднъж писаха, че лястовиците стават вцепенени за зимата, прекарвайки това неблагоприятно време на дъното на блатата. Вярно ли е? Спят ли птиците зимен сън? Каним ви да разберете отговора на този въпрос от нашата публикация ...

Спят ли птиците зимен сън

Когато биологията е проучила достатъчно полетите на птиците, предположението за зимния сън на птиците е напълно изоставено и понякога се цитира в учебниците като любопитство от далечната древност. Съвсем наскоро обаче в научната литература започнаха да се появяват съобщения за странни явления при мигриращите бързолети и лястовици. Първо на едно уединено място, после на друго се откри голямо струпване на вкаменени птици, които обаче оживяха и отлетяха, щом ги взеха в ръце. Такива случаи се наблюдават, като правило, по време на есенни или пролетни полети в студено, облачно време. Във връзка с подобни съобщения оживяха стари предположения за способността на птиците да спят зимен сън.

Този въпрос все още не е напълно проучен, но вече е известен поне един вид птици, които спят зимен сън през цялата зима. Тази птица е малка северноамериканска нощница, произхождаща от западните Съединени щати.

Пример за хибернация на Nightjar

През зимата на 1947 г. един от естествоизпитателите се натъкнал на нощница в едно от клисурите, която била в състояние на ступор. През следващите години зоолозите проучват подробно зимния сън на този малък нощник и откриват много любопитни подробности. И така, птицата се храни предимно с нощни насекоми, които с наближаването на зимата стават все по-малко (разберете). Птиците започват да губят тегло и, очевидно, в определен момент на изтощение в тялото, те включват механизма на преход към състояние на ступор. Провежда се през ноември. Нощниците избират уединени ниши или пукнатини в скали - обикновено от слънчевата страна - и потъват в вцепенение, което може да продължи до 85 дни. По това време нивото на метаболизма на птиците в тялото е рязко намалено.

По-специално, консумацията на кислород е намалена с коефициент 30. И телесната температура може да падне до 4,8 градуса.

Птицата изглежда като мъртва. Ступорът приключва през месец март, когато стане достатъчно топло. Пернатият се събужда бързо и нормалната телесна температура се възстановява след няколко часа. Наистина трябва да се има предвид, че в местата, където зимува този нощник, зимата е много мека и дори през януари температурата на въздуха през деня понякога се повишава до +23 градуса над нулата.

Характеристики на нощни буркани за хибернация

Вцепенението, в което изпада нощницата, е много различно от зимния сън, в който изпадат много бозайници. На първо място, тялото на птицата не само не натрупва енергийни запаси под формата на мазнини, но, напротив, изразходва значителна част от тях. Ако земните катерици или мармотите изпаднат в хибернация, буквално подути от мазнини, тогава птиците стават много слаби, преди да изтръпнат. Техните резерви от енергийни ресурси са на изчерпване и са достатъчни само за да се събудят и да възобновят производството на храна. Следователно, феноменът на вцепенението на птиците не се нарича зимен сън, а хипотермия.

Раздели: Биология

Цели:увеличаване на областите на знания на учениците; научете се да анализирате феномена на временно спиране на жизнената дейност в живите организми, като го използвате като средство за адаптиране и оцеляване в неблагоприятни условия.

Оборудване: таблици с мекотели, ракообразни, насекоми, риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници.

Зимният сезон е неблагоприятен за много представители на животинския и растителния свят, както поради ниските температури, така и поради рязкото намаляване на способността за получаване на храна. В хода на еволюционното развитие много видове животни и растения са придобили своеобразни адаптивни механизми, за да оцелеят в неблагоприятен сезон. При някои видове животни се е зародил и утвърдил инстинктът за създаване на хранителни запаси; други са развили друга адаптация - миграцията. Известни са поразително дългите полети на много видове птици, миграцията на някои видове риби и други представители на животинския свят. Но в процеса на еволюция при много видове животни е забелязан и друг съвършен физиологичен механизъм на адаптация - способността да се изпада в безжизнено на пръв поглед състояние, което при различните видове животни се проявява по различен начин и има различни имена. (анабиоза, хипотермия и др.). Междувременно всички тези състояния се характеризират с инхибиране на жизнените функции на тялото до минимум, който му позволява да оцелее в неблагоприятни зимни условия, без да яде. Такова състояние на въображаема смърт изпадат при онези видове животни, които не са в състояние да си осигурят храна през зимата и за тях съществува опасност от смърт от студ и глад. И всичко това, развито в процеса на еволюцията, е подчинено на строга природна целесъобразност – необходимостта от запазване на вида.

Хибернацията е широко разпространено явление в природата, въпреки факта, че нейните прояви са различни при представителите на определени групи животни, независимо дали са животни с нестабилна телесна температура (пойкилотермични), наричани още студенокръвни, при които телесната температура зависи от температура на околната среда, или животни с постоянна телесна температура (хомеотермични), наричани още топлокръвни.

Сред животните с нестабилна телесна температура в състояние на хибернация изпадат различни видове мекотели, ракообразни, паякообразни, насекоми, риби, земноводни и влечуги, а от животни с постоянна телесна температура - няколко вида птици и много видове бозайници.

Как зимуват охлювите?

От типа с меко тяло много видове охлюви изпадат в зимен сън (например всички сухоземни охлюви). Срещаните градински охлюви зимуват през октомври и продължават до началото на април. След дълъг подготвителен период, през който натрупват необходимите хранителни вещества в телата си, охлювите намират или изкопават норки, така че няколко индивида да могат да зимуват заедно дълбоко под земята, където температурата ще се поддържа на 7 - 8 ° C. След като са запушили добре норките, охлювите се спускат на дъното и лежат с отваряне на черупката. След това те затварят тази дупка, освобождавайки лигаво вещество, което скоро се втвърдява и става еластично (подобно на филм). При значително застудяване и липса на хранителни вещества в тялото, охлювите се вкопават още по-дълбоко в земята и образуват друг филм, като по този начин създават въздушни камери, които играят ролята на отличен изолатор. Установено е, че при продължително зимуване охлювите губят повече от 20% от теглото си, като най-голямата загуба е през първите 25-30 дни. Това се дължи на факта, че всички метаболитни процеси постепенно избледняват, за да достигнат минимума, при който животното изпада почти в състояние на спряна анимация с едва забележими жизнени функции. По време на хибернация охлювът не се храни, дишането почти спира. През пролетта, когато настъпят първите топли дни и температурата на почвата достигне 8-10 ° C, когато растителността започне да се развива и паднат първите дъждове, охлювите излизат от зимните си убежища. Тогава започва интензивна дейност за възстановяване на изчерпаните хранителни запаси в организма им; това се изразява в усвояването на огромно количество храна в сравнение с тялото им.

Водните охлюви, езерните охлюви също изпадат в състояние на хибернация - повечето от тях се заравят в тинята на дъното на водоема, в който живеят.

Къде спят зимен сън раците?

Всеки знае популярната сред хората заплаха: „Ще ви покажа къде спят зимен сън раците!“. Смята се, че тази поговорка се е появила по време на крепостничеството, когато собствениците на земя, наказвайки виновните крепостни, ги принуждавали да ловят раци през зимата. Междувременно е известно, че това е почти невъзможно, тъй като раците зимуват, дълбоко заровени в дупки на дъното на резервоари.

От гледна точка на таксономията класът ракообразни се разделя на два подкласа - висши и нисши ракообразни.

От висшите ракообразни речните, блатните и езерните раци изпадат в състояние на хибернация. Мъжките спят зимен сън на групи в дълбоки ями на дъното, а женските сами в норки, като през ноември залепват оплодени яйца на късите си крака, от които едва през юни се излюпват ракообразни с размерите на мравка.

От нисшите ракообразни интерес представляват водните бълхи (род Daphnia). Снасят в зависимост от условията два вида яйца - летни и зимни. Зимните яйца имат здрава черупка и се образуват при неблагоприятни условия на живот. За някои видове нисши ракообразни, изсушаване и дори замразяване на яйца необходимо условиеда продължат развитието си.

Диапауза при насекомите

По броя на видовете насекомите надминават всички останали класове. Телесната им температура зависи от околната среда, което оказва силно влияние върху скоростта на жизнените въздействия, а ниските температури значително намаляват тази скорост. При отрицателни температури цялото развитие на насекомото се забавя или практически спира. Това анабиотично състояние, известно като "диапауза", е обратимо спиране на процесите на развитие и се причинява от външни фактори. Диапаузата настъпва при възникване на неблагоприятни условия за живот и продължава през цялата зима, докато условията станат по-благоприятни с настъпването на пролетта.

Началото на зимния сезон заварва различните видове насекоми в различни етапи от развитието им, в които те спят зимен сън – под формата на яйца, ларви, какавиди или възрастни форми, но обикновено всеки отделен вид изпада в диапауза на определен етап от своето развитие. Така например калинката със седем петна спи зимен сън като възрастна.

Характерно е, че зимуването на насекомите се предшества от определена физиологична подготовка на тялото им, състояща се в натрупване на свободен глицерол в тъканите им, което не позволява замръзване. Това се случва на етапа на развитие на насекомото, в който те ще презимуват.

Дори с появата на първите признаци на охлаждане през есента, насекомите намират удобни убежища (под камъни, под кората на дърветата, под паднали листа в дупки в почвата и др.), където след снеговалеж температурата е умерено ниска и униформа.

Продължителността на диапаузата при насекомите е пряко свързана със запасите от мазнини в тялото. Пчелите не изпадат в дълга диапауза, но все пак при температура от 0 до 6°С те изтръпват и могат да останат в това състояние 7-8 дни. При по-ниски температури те умират.

Интересно е и как насекомите точно определят момента, в който трябва да излязат от анабиотичното състояние. Учен Н.И. Калабухов изследва анабиозата при някои видове пеперуди. Той установи, че продължителността на диапаузата варира от вид до вид. Например, пеперудата паун е била в състояние на суспендирана анимация в продължение на 166 дни при температура от 5,9 ° C, докато копринената буба се нуждае от 193 дни при температура от 8,6 ° C. Според учения дори различията в географския район влияят върху продължителността на диапаузата.

Спят ли рибите зимен сън?

По особен начин някои видове от голям клас риби се адаптират към ниските температури на водата през зимата. Нормалната телесна температура при рибите не е постоянна и съответства на температурата на водата. При внезапен рязък спад на температурата на водата рибата изпада в състояние на шок. Достатъчно е обаче водата да се затопли и те бързо „оживяват“. Експериментите показват, че замразените риби оживяват само когато кръвоносните им съдове не са замръзнали.

Първоначално адаптирани към ниски температури на водата през зимата, някои риби, които живеят в арктически води: те променят състава на кръвта си. При понижаване на температурата на водата през есента в кръвта им се натрупват соли в такава концентрация, която е характерна за морската вода, като в същото време кръвта замръзва много трудно (вид антифриз).

От сладководните риби през ноември в зимен сън изпадат шаран, ръфа, костур, сом и други. Когато температурата на водата падне под 8 - 10°C, тези риби се преместват в по-дълбоките части на водоемите, ровят се големи групив тинята и остават там в състояние на хибернация през цялата зима.

Някои морски риби също издържат на силен студ, докато спят зимен сън. Така например херинга още през есента се приближава до брега на Северния ледовит океан, за да изпадне в състояние на хибернация на дъното на някакъв малък залив. Черноморската хамсия също зимува в южните райони на морето - край бреговете на Грузия, по това време не е активна и не консумира храна. А азовската хамсия преди настъпването на зимния период мигрира към Черно море, където се събира на групи в относително заседнало състояние.

Хибернацията при рибите се характеризира с тяхната изключително ограничена активност, пълно спиране на храненето и рязко намаляване на метаболизма. По това време тялото им се поддържа от запасите от хранителни вещества, натрупани поради обилното хранене през есента.

зимен сън на земноводните

По начин на живот и устройство разредът на земноводните е преходен между типично водните гръбначни и типично сухоземните животни. Известно е, че различни видовежаби, тритони, саламандри също прекарват неблагоприятния зимен сезон в състояние на ступор, тъй като това са животни с нестабилна телесна температура, която зависи от температурата на околната среда.

Установено е, че зимният сън на жабите продължава от 130 до 230 дни и продължителността му зависи от продължителността на зимата.

В резервоари, за да презимуват, жабите се събират на групи от 10-20 екземпляра, ровят се в тиня, в подводни депресии и други кухини. По време на зимен сън жабите дишат само през кожата си.

През зимата тритоните обикновено се загнездват под топли, изгнили пънове и стволове на паднали дървета. Ако не намерят такива удобни "апартаменти" наблизо, те се задоволяват с пукнатини в почвата.

Влечугите също спят зимен сън

От класа на влечугите почти всички видове от нашата фауна изпадат в състояние на зимен сън през зимата. Основната причина за това явление са ниските зимни температури.

Зимните квартири обикновено са подземни пещери или празнини, образувани около големи стари пънове с изгнили корени, пукнатини в скали и други места, които не са достъпни за техните врагове. В такива убежища се събират голям брой змии, образувайки огромни навивки от змии. Установено е, че температурата на змиите по време на зимен сън почти не се различава от температурата на околната среда.

Повечето видове гущери (ливадни, раирани, зелени, горски, вретено) също спят зимен сън, заравяйки се в почвата, в дупки, които не са застрашени от наводнения. В топлите слънчеви дни през зимата гущерите могат да се „събудят“ и да изпълзят от зимните си убежища за няколко часа, за да ловуват, след което отново се крият в дупките си, изпадайки в състояние на оцепенение.

Блатните костенурки прекарват зимата, ровейки се в тинята на водоемите, в които живеят, докато сухоземните костенурки се изкачват на дълбочина 0,5 m в почвата в някои естествени убежища или дупки от къртици, лисици, гризачи, покривайки се с торф, мъх и мокри листа.

Подготовката за зимуване започва през октомври, когато костенурките натрупват мазнини. През пролетта, с временно затопляне, те се събуждат, понякога за цяла седмица.

Има ли птици, които спят зимен сън през зимата?

Повечето животни с нестабилна телесна температура, която зависи от околната среда, изпадат в състояние на хибернация. Но изненадващо, много животни с постоянна телесна температура, като птици, също могат да спят зимен сън през неблагоприятните сезони на годината. Известно е, че повечето птици избягват неблагоприятните зимни условия чрез миграция. Дори Аристотел в своята многотомна История на животните обръща внимание на факта, че „някои от птиците отлитат да прекарат зимата в топли страни, докато други намират убежище в различни убежища, където изпадат в зимен сън.”

До този извод стига и великият шведски натуралист Карл Линей, който в своя труд „Системата на природата” пише: „През есента, когато започнат студовете, лястовиците, като не намират достатъчно насекоми за храна, започват да търсят подслон за зимуване в тръстика корита по бреговете на езера и реки.

Вцепенението, в което изпадат някои видове птици, е доста различно от зимния сън, обичаен за много бозайници. На първо място, тялото на птиците не само не натрупва енергийни резерви под формата на мазнини, но, напротив, изразходва значителна част от тях. Докато бозайниците изпадат в хибернация, като забележимо наддават на тегло, птиците губят много тегло преди ступор. Ето защо явлението вцепенение при птиците, според съветския биолог Р. Потапов, трябва да се нарича не зимен сън, а хипотермия.

Досега механизмът на хипотермия при птиците не е напълно разбран. Изпадането на птиците в състояние на ступор при неблагоприятни условия на живот е адаптивна физиологична реакция, която е фиксирана в процеса на еволюцията.

Какви бозайници спят зимен сън през зимата?

Както при животните, обсъдени по-рано, така и при бозайниците хибернацията е биологична адаптация за оцеляване в неблагоприятния сезон на годината. Въпреки че животните с постоянна телесна температура обикновено понасят студен климат, липсата на подходяща храна през зимата е накарала някои от тях да придобият и постепенно да утвърдят в хода на еволюцията този особен инстинкт - да прекарат неблагоприятния зимен сезон в неактивно състояние на хибернация .

Съществуват три вида хибернация според степента на вцепенение:

1) леко вцепенение, което лесно спира (миещи мечки, язовци, мечки, миещи мечки);

2) пълен ступор, придружен от периодични събуждания само в по-топлите зимни дни (хамстери, бурундуци, прилепи);

3) истинска непрекъсната хибернация, която е стабилен, продължителен ступор (земни катерици, таралежи, мармоти, джербои).

Зимният хибернация на бозайниците се предшества от определена физиологична подготовка на тялото. Състои се предимно в натрупване на мастни резерви, главно под кожата. При някои спящи през зимата подкожните мазнини достигат 25% от общото телесно тегло. Например земните катерици напълняват в началото на есента, увеличавайки телесното си тегло три пъти в сравнение с пролетно-лятното тегло. Преди зимен сън таралежите и кафявите мечки, както и всички прилепи, напълняват значително.

Други бозайници, като хамстери и бурундуци, не натрупват големи запаси от мазнини, но съхраняват храна в убежището си, за да я използват през кратките си периоди на събуждане през зимата.

По време на зимен сън всички видове бозайници лежат неподвижно в дупките си, свити на топка. Затова е най-добре да се затоплите и да ограничите топлообмена с околната среда. Зимник апартаментите на много бозайници са естествени празноти от стъбла и хралупи на дървета.

От насекомоядни бозайници, таралежът, който се подготвя за зимен сън, събира мъх, листа, сено на уединено място и подрежда гнездо за себе си. Но той се „заселва“ в новия си дом само когато температурата се поддържа дълго време под 10 ° C. Преди това таралежът яде обилно, за да натрупа енергия под формата на мазнини.

Зимният сън на кафявите мечки е лек ступор. В природата през лятото мечката натрупва дебел слой подкожна мазнина и непосредствено преди настъпването на зимата се установява в леговището си за зимен сън. Обикновено бърлогата е покрита със сняг, така че вътре е много по-топло, отколкото навън. По време на хибернация натрупаните мастни запаси се използват от тялото на мечката като източник на хранителни вещества и също така предпазват животното от замръзване.

От физиологична гледна точка зимният сън на бозайниците се характеризира с отслабване на всички жизнени функции на тялото до минимум, който би им позволил да оцелеят в неблагоприятни зимни условия без храна.