hibernacja

Hibernacja — stan fizjologiczny organizmu, charakteryzujący się spowolnieniem procesów życiowych w celu ograniczenia wydatkowania energii. Hibernacja to mechanizm przystosowawczy, będący strategią przetrwania w niekorzystnych warunkach środowiska – tutaj w warunkach niskiej temperatury otoczenia, przy jednoczesnym braku lub niedostatku pożywienia. Choć powszechnie kojarzy się ze snem zimowym niedźwiedzi, hibernacja dotyczy przede wszystkim niewielkich zwierząt o szybkim metabolizmie, który jest zbyt energochłonny w sytuacji niewystarczających zasobów pokarmowych. Organizmy zdolne do hibernowania nazywane są hibernatorami, zaś miejsce, w którym zapadają w hibernację to hibernakulum. Proces hibernacji jest w pełni kontrolowany fizjologicznie.

Hibernacja nie stanowi cechy charakterystycznej żadnej z grup systematycznych. Rozwinęła się niezależnie u przedstawicieli licznych gatunków, dlatego też jej zakres i stopień są różne. Hibernują ssaki, płazy, gady, owady, a nawet ptaki.

Czynnikiem zapoczątkowującym mechanizm hibernacji jest obniżenie się temperatury otoczenia. Temperatura zewnętrzna, poniżej której organizm zapada w hibernację, jest różna dla poszczególnych gatunków. Dopóki utrzymuje się powyżej danej wartości progowej, hibernacja nie zachodzi. Gdy spadnie poniżej tej wartości, w organizmie następuje stopniowe wyłączanie termoregulacji i obniżanie temperatury ciała. Przekroczenie temperatury progowej powoduje wybudzanie się hibernatora i powrót do typowej aktywności.

Wchodzenie organizmu w stan hibernacji wiąże się z następującymi procesami:

• zwężenie naczyń krwionośnych,
• obniżenie temperatury ciała,
• spowolnienie tempa oddychania,
• spowolnienie akcji serca,
• spadek tempa metabolizmu,
• stopniowe zanikanie reakcji na bodźce zewnętrzne,
• drętwota ciała,
• spowolnienie pracy mózgu.

Spowolnienie metabolizmu, które daje możliwość przetrwania w niekorzystnych warunkach środowiska, jest możliwe pod warunkiem spadku temperatury ciała. Hibernujący organizm ma spowolnione wszystkie procesy życiowe. Zachodzą w nim też istotne zmiany hormonalne. Mechanizm oddychania może spowolnić się lub zatrzymać, prowadząc do wystąpienia bezdechu. Bicie serca ograniczone jest do kilku lub kilkunastu uderzeń na minutę. Wiąże się to ze spadkiem zużycia tlenu. Organizm bardzo często osiąga temperaturę niewiele tylko wyższą od temperatury otoczenia. Ciepłota ciała hibernujących ssaków spada zwykle do 5 ᵒC, choć niektóre gatunki, np. suseł arktyczny, hibernują poniżej 0 ᵒC.

Podczas hibernacji, która trwa zazwyczaj kilkanaście tygodni, zwierzęta zużywają nikłe pokłady energii. Przed okresem hibernacji uzyskują większą masę ciała i magazynują tkankę tłuszczową, która będzie im niezbędna w trakcie wybudzania się, aby szybko i efektywnie ogrzać ciało. Ssaki hibernujące gromadzą w tym celu duże ilości tkanki tłuszczowej brunatnej (znacznie większe niż inne gatunki ssaków), zwanej też gruczołami snu zimowego. Tłuszcz brunatny jest silnie unaczyniony i unerwiony, a w czasie wybudzania organizmu spala się bardzo szybko, co umożliwia równie szybkie ogrzanie.

Hibernacja, sen zimowy, estywacja, torpor

Odrętwienie ciała i obniżenie temperatury w celach przystosowawczych zachodzi zwykle zimą, dlatego hibernacja często nazywana jest snem zimowym. Bywa utożsamiana również z torporem. Torpor jednak, w odróżnieniu od hibernacji, to krótkotrwały stan odrętwienia, w który zwierzęta zapadają na zaledwie kilka dni, a nawet godzin. Pod względem fizjologicznym, nie ma też różnicy między hibernacją a estywacją. Estywacja, inaczej sen letni, to zjawisko charakterystyczne dla gatunków zamieszkujących pustynie i stepy. Czynnikiem zapoczątkowującym estywację jest wysoka temperatura otoczenia, która utrudnia przetrwanie ze względu na ograniczony dostęp wody i pożywienia.

Przykłady hibernujących gatunków:

• nietoperze;
• niedźwiedzie;
• jeże;
• susły;
• wiewiórki, popielice, orzesznice;
• latolistek cytrynek, rusałka pokrzywnik (motyle);
• chomik syryjski;
• kolczatka;
• opos;
• borsuk;
• lelek zimowy.