Спячка – это состояние пониженной жизнедеятельности. Она наступает у многих животных в периоды, когда пища становится малодоступной и сохранение высокой активности и интенсивного обмена веществ невозможно.
Летняя спячка – представляет собой особое состояние покоя, наблюдаемое в периоды жаркой сухой погоды у некоторых рыб и амфибий. В периоды летней спячки эти организмы зарываются в ил, пока он еще мягкий, и снижают интенсивность метаболизма (обмена веществ) до минимума, и это дает им возможность пережить условия острого дефицита влаги. Во время летней спячки рыбы и амфибии дышат атмосферным воздухом. Нормальная метаболическая активность возобновляется только после того, когда водоем после периода засухи вновь наполняется. Лепидосирен и протоптер (двоякодышащие рыбы) способны проводить в спячке не менее шести месяцев, пока реки, в которых они обитают, временно пересыхают.
Зимняя спячка - это состояние относительно низкой метаболической активности, связанное с периодом низких температур. Зимняя спячка дает возможность многим видам амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих переживать периоды нехватки пищи, снижая энергетические потребности до минимального уровня. Зимняя спячка имеет особенно важное значение для гомойотермных (теплокровных) животных, которым для поддержания высокой температуры тела обычно необходима высокая интенсивность метаболизма.
При настоящей спячке температура тела падает почти до температуры окружающей среды, а сокращения сердца, дыхание, общий метаболизм, рост и процессы развития резко замедляются, так что животное становится почти пойкилотермным (хладнокровным).
Некоторые организмы, впадающие в настоящую спячку:
из насекомоядных - землеройки, ежи,
из грызунов - сурки, суслики, сони, хомяки,
летучие мыши, питающиеся насекомыми.
Большинство других животных, у которых наблюдается та или иная форма спячки, на самом деле находятся в состоянии оцепенения, сна или псевдоспячки. К таким животным относятся:
змеи,
ящерицы,
черепахи,
саламандры,
жаба,
тритоны,
лягушки.
В случае повышения температуры среды они могут просыпаться, чтобы подкормиться имеющимися в норе запасами, или же для мочеиспускания.
Начало спячки связано с понижением температуры среды и укорочением фотопериода (светового дня), а также с накоплением соответствующих запасов пищи. Судя по имеющимся экспериментальным данным, в крови содержится метаболит (фермент или гормон), способный стимулировать спячку. Если бодрствующему суслику ввести кровь, взятую у суслика, находящегося в спячке, то уже через 48 часов это вызовет у него спячку.
По мере снижения температуры тела до уровня, превышающего температуру среды примерно на 1-2°С, частота сердечных сокращений может понизиться с 400 до 8 в минуту (как у суслика), а основной обмен - до менее чем 2% от нормального уровня. Однако спячка не спасает животных от гибели при очень сильном охлаждении, но они избегают замерзания, проводя спячку в гнезде или норах, где температура значительно выше, чем снаружи. Животное свертывается в комок, чем уменьшает открытую поверхность тела, и это, так же как погружение морды в мех, способствует сохранению тепла. Если наступают очень сильные морозы и температура тела падает до 2 °С, возникает опасность повреждения тканей. В таких случаях животное просыпается и начинает двигаться, чтобы повысить температуру тела, или же, не просыпаясь, повышает интенсивность метаболизма.
Многие зимнеспящие животные запасают энергию в виде липидных капелек, накапливаемых в особой жировой ткани - буром жире. Клетки этой ткани содержат много сферических митохондрий, которые и придают ей характерную темную окраску. Липиды рассеяны по всей цитоплазме в виде капелек, а не в твердом состоянии. Животное расходует эти резервные липиды понемногу на протяжении всего периода спячки. Но как только оно просыпается, метаболическая активность клеток жировой ткани резко возрастает. Используя освобождающуюся при этом энергию, животное начинает сильно дрожать и генерирует тепло, которое разносится по организму кровью благодаря учащению сердечного ритма. В первую очередь тепло поступает в сердце, головной мозг, легкие, это достигается благодаря сужению сосудов, идущих к другим частям тела, под воздействием симпатической нервной системы. Постепенно весь организм разогревается, и его нормальные метаболические и физиологические функции в конце концов возобновляются.
Некоторые мелкие птицы и млекопитающие, у которых отношение поверхности тела к его объему велико, отличаются крайне интенсивным метаболизмом, поэтому по ночам, когда они не могут потреблять корм, им приходится, для того чтобы избежать гибели, понижать температуру своего тела. Это явление, наблюдаемое у колибри и у мелких насекомоядных летучих мышей, известно под названием оцепенения.