С наступлением холодов природа замирает. Многие уверены, что часть ее обитателей, от ежа до медведя, просто погружается в долгий и крепкий сон, чтобы проснуться с первыми лучами весеннего солнца. Однако действительность куда сложнее и интереснее. Ученые Казанского федерального университета разъяснили: то, что мы привыкли называть спячкой, является целым комплексом уникальных физиологических адаптаций, которые сильно различаются у разных представителей фауны.

По словам доцента кафедры зоологии и общей биологии Института фундаментальной медицины и биологии Александра Беспалова, для начала стоит определиться с тем, кто из животных действительно впадает в зимнюю спячку (или состояния, близкие к ней). К ним относятся представители разных отрядов: ежи из отряда насекомоядных, летучие мыши (рукокрылые), некоторые хищники, такие как бурые медведи, барсуки, енотовидные собаки, а также грызуны – суслики, сурки, сони, большие тушканчики и мышовки и другие.

Миф № 1. Все животные зимой спят.

Это одно из самых обобщенных и потому неверных представлений. Чтобы его развеять, необходимо четко разделить понятия обычного сна и биологической спячки.

«В данном случае нужно сначала определиться с терминологией. Есть состояние сна как цикличная противоположность бодрствованию. В этом смысле можно сказать, что по крайней мере большинство животных, и уж точно все теплокровные, такие как млекопитающие, зимой, как и летом, спят и бодрствуют. Есть состояние, называемое спячкой, обычно характерное для некоторых теплокровных животных, переживающих таким образом неблагоприятные условия, как правило связанные со значительным ухудшением климатических показателей и уменьшением количества пищи. В основном способность присуща определенным видам млекопитающих, проживающим в экстремальных и резко меняющихся по сезонам условиях, и происходит спячка у них либо зимой, либо летом», – рассказал А. Беспалов.

Таким образом, сон является ежедневной физиологической потребностью, а спячка – особая стратегия выживания, доступная далеко не каждому виду.

Миф № 2. Спячка – это просто очень долгий сон.

«Конечно же, это не так. При спячке происходит значительное замедление физиологических процессов, например сердцебиения и дыхания, снижается температура тела и осуществляется переход на питание внутренними ресурсами, активно запасенными заранее. Снижение метаболизма происходит относительно глубоко и на долгий срок», – подчеркнул доцент.

Миф № 3. Животные спят всю зиму без пробуждений.

Картина, где зверь, свернувшись клубком, неподвижно дремлет с ноября по апрель, – сильное упрощение. Реальность гораздо динамичнее.

«У разных существ, впадающих в зимнюю спячку, она может протекать по-разному, и "глубина залегания" различается даже у животных одного и того же вида в зависимости от части ареала, где они находятся, климатических условий зимы или просто объема запасенных перед спячкой веществ. Некоторые из них, такие как енотовидная собака, могут просыпаться зимой относительно часто и покидать свое убежище, особенно в оттепели», – проинформировал эксперт.

Миф № 4. Маленькие животные спят дольше, чем крупные.

Интуитивно кажется логичным, что маленькому тельцу сложнее сохранять тепло, поэтому ему стоит «отключаться» на более длительный период. Однако биология редко следует простой логике.

«Здесь скорее играет роль систематическое положение, физиологические и экологические особенности вида, а не размер. При этом такие грызуны, как суслики и сурки, обычно залегают глубоко и надолго. До 7 месяцев спячка длится у самого крупного нашего хищника – бурого медведя, правда, при этом метаболизм у него замедляется не очень сильно, и даже температура тела почти остается на обычном уровне», – разъяснил специалист.

Миф № 5. Только млекопитающие способны впадать в длительное состояние пониженной активности.

Если говорить об истинной спячке с активной регуляцией метаболизма и поддержанием температуры тела на минимальном уровне, то ее действительно демонстрируют в основном млекопитающие. Но стратегии переживания неблагоприятных периодов гораздо разнообразнее.

«Спячка, в том смысле, что мы рассматривали, характерна в основном для некоторых представителей класса млекопитающих. "Длительное состояние пониженной активности" – это очень размытое понятие, к которому можно отнести все, что угодно, и, соответственно, в него могут впадать далеко не только млекопитающие, а и пресмыкающиеся, и земноводные, да и многие беспозвоночные животные, особенно если они живут в резко изменяющихся по сезонам условиях», – подчеркнул Александр Беспалов.

Мифы № 6. Насекомые засыпают так же, как и млекопитающие.

Мир насекомых демонстрирует, пожалуй, самые необычные способы переживания зимы.

«Важно отметить, что насекомые, в отличие от млекопитающих, не впадают в истинную спячку. У них этот процесс называется состоянием покоя, оцепенения или, что более научно, диапаузой. Они могут зимовать на самых разных стадиях. К примеру, в яйце, при этом ему не требуется питание, что обеспечивает относительное удобство для зимовки. Стадия куколки – также очень распространенный вариант. Куколка не питается, в ней происходит метаморфоз. Некоторые бабочки, например крапивницы, зимуют во взрослом состоянии, прячась в трещинах деревьев и даже в подвалах или других укрытиях. Я сам был свидетелем того, как зимой бабочки сидят на потолке в подвале», – рассказал доцент кафедры зоологии и общей биологии ИФМиБ Николай Шулаев.

Миф № 7. Насекомые просто замерзают и ждут весны.

Процесс переживания неблагоприятных условий у насекомых, особенно у куколок, личинок и взрослых особей, достаточно сложен и находится под контролем эндокринной системы. По мнению эксперта, он далек от простого замерзания. Железы внутренней секреции выделяют специальные гормоны, которые регулируют начало и выход из диапаузы.

«Температура – ключевой внешний регулятор. Для нормального развития куколки бабочки и последующего выхода имаго необходимо промерзание. Некоторые виды личинок перед окукливанием не закапываются, а окукливаются прямо на веточках, которые подвергаются морозу. Это промерзание является нормальным и даже необходимым, если куколка не промерзнет должным образом, она может погибнуть. В качестве примера можно привести бабочку махаона, которая дает два поколения в год: одно не зимует, а второе зимует в стадии куколки. Если взять гусеницу в августе, выкормить ее и она окуклится, то для успешного выведения бабочки из куколки необходимо искусственно создать условия зимы. Это включает в себя постепенное понижение температуры в холодильнике, затем период пребывания в морозильной камере, после чего постепенное повышение температуры», – объяснил Николай Шулаев.

Миф № 8. Птицы тоже могут впадать в спячку.

Это, пожалуй, одно из самых устойчивых заблуждений, связанное с редкими случаями оцепенения у колибри в Новом Свете. Однако для нашей фауны утверждение неверно.

«Вопрос о зимних стратегиях птиц часто вызывает заблуждения, особенно касательно возможности впадать в спячку. Действительно, большинство из видов не впадают в спячку, а следуют эволюционно закрепленным стратегиям миграции. У птиц температура тела значительно выше, чем у млекопитающих, часто превышает 40 градусов Цельсия. Она позволяет им не замерзать даже в морозы. В отличие от животных, впадающих в оцепенение, у птиц обмен веществ остается высоким. Именно поэтому зимующие птицы вынуждены постоянно подпитывать себя, активно ища пищу. Это требует огромных затрат энергии, поэтому они стараются максимально быстро и эффективно находить корм», – прокомментировал заведующий кафедрой биоэкологии, гигиены и общественного здоровья ИФМиБ Ильгизар Рахимов.

С наступлением тепла у пернатых не происходит «пробуждения» от спячки. Птицы начинают постепенно активизироваться, и это проявляется в изменении их поведенческих паттернов. Уже начиная с марта, а некоторые крупные виды, такие как вороны, даже в феврале начинают формировать пары и готовиться к гнездованию.

Таким образом, зимняя жизнь животного мира полна удивительных и разнообразных стратегий. От глубокой гибернации сурка и чуткого сна медведя до сложной гормональной диапаузы бабочки и высокоэнергетического зимнего образа жизни синицы.

Напомним, «Научный вердикт» инициирован Департаментом по информационной политике КФУ. Каждую среду эксперты вуза проливают свет на самые известные и устоявшиеся стереотипы. Стать участником научно-популярного проекта может каждый, прислав свой миф на электронный адрес: pressa-kfu@mail.ru. Ранее в Казанском университете предупредили об опасности предновогодних диет и праздничного читмила.

При частичной или полной перепечатке материала, а также цитировании необходимо ссылаться на пресс-службу КФУ.