В наших краях сейчас стоит жара - днём температура воздуха в тени составляет от +34°С до +37°C, а ночью не опускается ниже +27°С. Многие люди, особенно пожилого возраста, тяжело переносят такие погодные условия, и часто жалуются и сетуют на них своим родственникам и знакомым. Недавно, выходя из большого сетевого магазина, где кондиционеры поддерживают приятную прохладу в его огромном помещении, я услышал обрывок разговора двух пожилых женщин, стоявших перед раздвижными дверями этого магазина изнутри и явно не спешивших выходить на залитый обжигающими солнечными лучами раскалённый асфальт снаружи. Одна из них говорила: "Эх, хорошо было бы на время жары залечь в спячку и проснуться, когда она уже спадёт", а вторая с ней горячо соглашалась. А так как "альтер эго" нашего этнографического канала является тематика, связанная с природой во всех её проявлениях, то случайно услышанный мной кусочек разговора этих пожилых женщин натолкнул меня на написание этой статьи, в которой я расскажу нашим читателям о таком интереснейшем природном феномене, как спячка.
Итак, что же собой представляет спячка? Научное определение её таково:
"Спячка - это период замедления всех физиологических процессов и метаболизма у животных в неблагоприятные периоды времени, когда отсутствует возможность сохранения активности и высокого уровня обмена веществ".
То есть, говоря простым языком, спячка - это такой способ спрятаться от реальности пережить тяжёлый неблагоприятный период суток, года, и т.д. с наименьшими затратами собственных ресурсов в ситуации отсутствия возможностей для их пополнения, расход которых - будь то накопленные в течение благоприятного периода времени запасы подкожного жира или собранные и сложенные на хранение в норах, дуплах и других подходящих для этого местах запасы продовольствия - в период нахождения животных в спячке уменьшается многократно в сравнении с расходом этих ресурсов в период нахождения животных в активном состоянии. Без преувеличения можно сказать, что в различные варианты спячки могут впадать животные очень многих видов, принадлежащих ко многим классификационным отрядам, классам и типам. Однако в настоящей статье мы расскажем только о впадающих в спячку животных, относящихся к подтипу позвоночных типа хордовых - т.е. о рыбах, амфибиях, рептилиях, птицах и млекопитающих. Итак, начнём наш рассказ.
В зависимости от времени наступления и продолжительности спячка может быть: А) ежесуточной (когда животное впадает в спячку на тот период времени в рамках одних суток, который сопровождается действием неблагоприятных для того или иного вида животных факторов внешней среды (например, большинство видов колибри, живущих в горах, ежесуточно на несколько часов в ночное время, когда температура воздуха значительно опускается - впадают в оцепенение, из которого выходят после того, как солнечные лучи вновь прогреют воздух до температуры, благоприятной для активной деятельности колибри); Б) сезонной, которая бывает: а) зимней (гибернация); и б) летней (эстивация); В) нерегулярной (когда животное впадает в спячку при внезапном наступлении неблагоприятных условий, и выходит из неё после их нормализации; например, при резком похолодании, или при сильной засухе, или при позднезимней/ранневесенней бескормице енотовидная собака может на некоторое время - от нескольких дней до месяца и больше - впадать в спячку, из которой она легко выходит при изменении условий внешней среды; если условия благоприятны, енотовидная собака в спячку вообще не залегает, а ведёт обычный активный образ жизни).
Различают 4 (четыре) типа спячки, отличия между которыми определяются уровнем замедления жизненных процессов в организме животных. Они следующие:
1. Зимний/летний покой, или факультативная спячка - обусловливается воздействием неблагоприятных условий внешней среды - таких, как понижение/повышение температуры, начало сухого сезона с засухой, и т.д., что влечёт за собой уменьшение доступности кормовых ресурсов, воды и т.д.; характеризуется неглубокими изменениями температуры тела (она лишь незначительно понижается по сравнению с температурой тела животных в период ведения ими активного образа жизни), частоты сокращений сердечной мышцы, скорости газообмена и частоты дыхательных движений, общего уровня метаболизма, и т.д. в сравнении с бодрствующими животными. Факультативная спячка характерна для таких видов теплокровных животных, как медведь (в спячку могут впадать четыре вида медведей - бурый медведь (Ursus arctos), гималайский медведь (Ursus thibetanus), американский чёрный медведь/барибал (Ursus americanus), а также беременные белые медведицы (Ursus maritimus), роды у которых происходят только в берлоге), енот-полоскун (Procyon lotor), енотовидная собака (Nyctereutes procyonoides), европейский и некоторые другие виды барсуков (род Meles), бурундуки (триба Tamiini), некоторые виды белок (семейство Sciuridae), чернохвостая луговая собачка (Cynomys ludovicianus), многие виды хомяков (подсемейство Cricetinae), карликовый броненосец (Zaedyus pichiy), чилоэский соневидный опоссум (Dromiciops gliroides), горный кускус (Burramys parvus), и для таких холоднокровных животных, как некоторые виды сухопутных - например, пустынный западный гофер (Gopherus agassizii) и пресноводных - например, болотная жабья черепаха (Pseudemydura umbrina) черепах, некоторые виды ящериц (подотряд Lacertilia), часть видов амфибий (например, большой сирен (Siren lacertina), калифорнийская красноногая лягушка (Rana draytonii), квакша плоскоголовая лопатница (Ranoidea plathycephala), и др.), и для таких видов рыб, как американский чешуйчатник (Lepidosiren paradoxa), протоптеры (род Protopterus), саламандровая лепидогалаксия (Lepidogalaxias salamandroides), мангровая килли (Kryptolebias marmoratus), и др.; многие теплокровные животные, впадающие в факультативную спячку, накапливают не только и
не столько подкожный жир, сколько делают продуктовые запасы на период
нахождения в спячке (например, так поступают хомяки, бурундуки, белки, и
т.д., которые периодически прерывают спячку для того, чтобы подкрепиться
продуктами из своих запасов, а затем снова отойти ко сну; при изменении условий окружающей среды (например, при значительном повышении температуры воздуха) или при каком-либо беспокойстве извне факультативная спячка легко может быть прервана, а затем так же легко возобновлена.
2. Глубокий зимний сон, или облигатная спячка - в отличие от
факультативной спячки, облигатная спячка не наступает вследствие
воздействия на животных неблагоприятных факторов окружающей
среды, а обусловлена воздействием на них только сезонных факторов, таких, как изменение продолжительности светового дня, постепенное понижение среднедневной температуры воздуха, наступление у растений фенологической фазы подготовки к зиме, выражающейся в пожелтении и опадении листьев у деревьев и кустарников, и в отмирании надземной части - у травянистых многолетних растений - то есть сменой климатических
сезонов; животные, впадающие в облигатную спячку, впадают в неё ежегодно примерно в одно и то же время, и этот процесс никак не зависит от температуры окружающей среды, наличия/отсутствия доступа к пищевым ресурсам, воде и т.д.. Этот тип спячки характеризуется глубоким снижением температуры тела (она может понижаться почти до уровня температуры окружающей среды в том месте, в котором животное находится, будучи в спячке; например, у берингийского суслика (Urocitellus parryii) температура тела во время спячки понижается до 0°С), резким уменьшением частоты сердечных сокращений и дыхательных движений, а также значительным снижением скорости обмена веществ. Облигатная спячка характерна для таких видов теплокровных животных, как большая часть видов сурков (род Marmota), многие виды сусликов (род Spermophilus), белохвостая луговая собачка (Cynomys leucurus), европейский ёж (Erinaceus europaeus), белобрюхий ёж (Atelerix albiventris), толстохвостый лемур (Cheirogaleus medius), часть видов тенреков (семейство Tenrecidae), многие виды сонь (семейство Gliridae), из холоднокровных животных - для китайского аллигатора (Alligator sinensis), техасской рогатой ящерицы (Phrynosoma cornutum), среднеазиатской черепахи (Testudo horsfieldii), и т.д..
3. Оцепенение, или торпор - как и факультативная спячка, обусловливается воздействием на животных неблагоприятных внешних факторов - таких, как снижение или повышение температуры окружающей среды, как недостаток влаги, как резкое уменьшение количества доступных источников пищи, и т.д., а также таким внутренним фактором, как необходимость сохранения энергии в условиях невозможности её пополнения в течение некоторого определённого временного отрезка (например, в ночное время); однако, в отличие от факультативной спячки, состояние оцепенения характеризуется гораздо более глубоким замедлением газообменных процессов, полным прекращением движения, во многих случаях - понижением температуры тела ниже 0°С и снижением скорости обмена веществ до минимального уровня. Виды животных, впадающих в оцепенение, характеризуются быстрым погружением в это состояние при изменении условий окружающей среды в сторону их ухудшения, и столь же быстрым выходом из состояния оцепенения при изменении условий среды в благоприятную сторону. Торпор характерен для таких млекопитающих, как многие виды летучих мышей (подотряд Microchiroptera), золотистая иглистая мышь (Acomys russatus), часть видов песчанок, некоторые виды сумчатых (инфракласс Marsupialia), однопроходные - ехидны (род Tachyglossus) и проехидны (род Zaglossus); также торпор характерен для некоторых видов птиц - черношапочной гаички (Poecile atricapillus), американского белогорлого козодоя (Phalaenoptilus nuttallii), некоторых видов стрижей (белобрюхого мохноногого (Aeronautes saxatalis), колючехвостого (Hirundapus caudacutus), и др.), и для большей части видов колибри (семейство Trochilidae); оцепенение свойственно и многим видам холоднокровных животных - миссисипскому аллигатору (Alligator mississippiensis), болотной черепахе (Emys
orbicularis), многим видам ящериц и змей умеренного пояса (например, веретенице (Anguis fragilis), зелёной (Lacerta viridis), прыткой (Lacerta agilis), стенной (род Podarcis) ящерицам; гадюкам (Vipera berus), медянкам (Coronella austriaca), гремучим (род Crotalus) и др. змеям), а также множеству видов амфибий - саламандр (род Salamandra), тритонов (род Lissotriton), лягушек (семейство Ranidae), квакш (семейство Hylidae), и т.д..
4. Анабиоз, или приостановленная физиологическая жизнедеятельность - это практическое прекращение физиологических процессов в организме под воздействием внешних или внутренних факторов, при котором дыхание, сердцебиение, и общий обмен веществ настолько замедляются, что могут быть обнаружены только с помощью специальной аппаратуры, а температура тела не отличается от температуры окружающей среды; другими словами, анабиоз - это практически полная остановка осуществления биологических функций организма с сохранением физиологических возможностей для их возобновления. Способностью впадать в анабиоз среди позвоночных может похвастаться достаточно небольшое количество видов только холоднокровных животных: ~ рыбы: обитающая в водоёмах Чукотки и Аляски даллия (Dallia pectoralis), обитающая в Южном океане в непосредственной близости к берегам Антарктиды антарктическая нототения (Notothenia coriiceps), а также 5 (пять) видов рода карась (Carassius); ~ амфибии: сибирский углозуб (Salamandrella keyserlingii), и некоторые виды жаб (семейство Bufonidae) и чесночниц (род Pelobates). Все эти животные проживают в условиях либо типично-континентального, либо резко-континентального, либо экстремально-континентального, либо же - полярного климата (больше узнать о климате нашей планеты можно из тематической статьи, ранее размещённой на нашем канале):
Эти типы климата характеризуются очень низкими температурами в течение холодного периода года (например, в г. Верхоянске (Республика Саха-Якутия) климатическая зима (период года, в который среднесуточные и среднемесячные температуры ниже 0°С) длится 7 (семь) месяцев - с октября по апрель, и среднемесячная температура самого холодного месяца в году - января - составляет -47,5°С), что обусловливает такое явление, как промерзание многих водоёмов - рек и озёр - до дна. Соответственно, в толщу речного/озёрного льда оказываются вмороженными и обитатели этих водоёмов, одни из которых в результате этого погибают, а другие - возвращаются к активной жизни в тёплый период года. Сибирский углозуб, даллия, караси и др. могут вмерзать в лёд на несколько месяцев и находиться в таком состоянии без вреда для себя. Такая способность обеспечивается некоторыми физиологическими особенностями их организма, а именно - их печень вырабатывает природный антифриз - глицерин - просто в огромных количествах (например, у сибирского углозуба к началу зимы содержание глицерина в организме доходит до 37% от общей массы его тела). Все вышеперечисленные животные могут находиться в состоянии анабиоза очень долго (от нескольких месяцев до нескольких лет - если по каким-либо причинам благоприятные условия не наступают), а при наступлении благоприятных условий - выходить из состояния анабиоза и вести активную жизнь.
У нас уже более 20 лет живёт среднеазиатская черепаха - очень умное и компанейское животное (например, она любит играть с нами в психологические игры - такие, как "Вы опоздали!", которая заключается в том, что черепаха идёт по коридору в кухню, где находится её кормушка, и при этом громко стучит когтями по паркету (хотя может ходить абсолютно бесшумно) для того, чтобы всех оповестить о своих передвижениях; когда она приходит на кухню и видит, что в кормушке ничего нет - она делает "большие глаза", всем своим видом выражая искреннее недоумение и возмущение этим фактом. Тут кто-то из нас вскакивает и начинает мыть листья салата/резать яблоко/резать кабачок и т.д. и кладёт это в кормушку, приговаривая что-то типа: "А вот что у нас для тебя есть". На что черепаха с презрительной миной на "лице" отворачивается и гордо уходит, как бы говоря нам: "Вы опоздали - дорога ложка к обеду!". Но вот проходит минут 15 - и мы обнаруживаем нашу черепаху (которая вернулась на кухню абсолютно бесшумно и незаметно) возле кормушки, с довольным видом
и с большим аппетитом поедающую салат/яблоко/кабачок. Также она любит находиться в нашем обществе, когда мы сидим в креслах и занимаемся чем-нибудь - например, жена вяжет, я читаю - а черепаха тихо сидит возле чьих-то тапочек и получает удовольствие от хорошей компании.
Это было небольшое лирическое отступление, а настоящей же целью упоминания нашей домашней черепахи в этой статье о видах спячки является ознакомление наших читателей на её примере с тем, как действует механизм впадения в спячку и выхода из неё, а именно: ежегодно (время варьирует - от начала декабря до начала января в разные годы) наша черепаха отдыхает от нас уходит в зимнюю спячку - забирается в одно из используемых ею для этой цели укрытий и проводит там от одного до полутора месяцев в состоянии сна (внешне это выглядит именно так, как будто она спит). При этом, естественно, температура в помещении не опускается ниже +18°С, но это не имеет никакого значения для облигатной зимней спячки - она наступает в любом случае. А так как условия окружающей среды остаются благоприятными для активной жизнедеятельности, то уже в середине января - конце февраля наша черепаха снова радует нас своими выходками своим присутствием, активно перемещаясь и питаясь. Так продолжается всю весну и часть раннего лета ровно до тех пор, пока температура воздуха "за бортом" не превысит +32°С, после чего черепаха снова уходит в спячку, которая, однако, в
отличие от зимней спячки, целиком и полностью зависит от действия фактора температуры воздуха (не в помещении, в котором работает кондиционер, а именно на улице; как она узнаёт, какая там температура - можно только строить предположения) - пока температура держится выше этой отметки - черепаха спит; как только температура падает - черепаха выходит из спячки и начинает питаться. То есть, для среднеазиатской черепахи характерны два типа спячки - зимняя облигатная (которая наступает в обязательном порядке вне зависимости от внешних условий) и летняя факультативная (которая наступает только при наличии определённых действующих факторов (в данном случае - высокой температуры воздуха) внешней среды; т.е. в природе большую часть времени в течение календарного года среднеазиатская черепаха проводит именно в неактивном состоянии - в зимней и летней спячке, успешно пропуская периоды бескормицы и экономно расходуя накопленные в виде жира и жидкости в мочевом пузыре ресурсы.
Таким образом, мы видим, что спячка во всех своих вариациях является тем фактором, овладение которым позволило многим видам животных освоить территории, климатические условия и/или обеспеченность ресурсами которых не гарантировали возможностей для их непрерывной активной жизнедеятельности (примеры: ~ даллия во многих мелких водоёмах Чукотки и Аляски является единственным видом рыб, т.к. из-за своей способности к анабиозу только она выживает после промерзания ручья/реки/озера до дна и нахождения в толще этого льда в замороженном состоянии в течение нескольких месяцев; ~ сибирский углозуб по этой же причине является единственным видом амфибий, живущим так далеко на Севере; ~ во многих мелких озерцах-блюдцах в Северном Казахстане и на юге Западной Сибири единственным видом рыб является один из видов карасей, которые в засуху закапываются в донный ил таких озёр, часто полностью пересыхающих, а зимой этот ил вместе с находящимися в нём карасями полностью замерзает; однако после прихода весны, таяния снега и начала весенних дождей караси успешно выходят из состояния анабиоза и приступают к нересту; ~ жёлтые суслики выходят из спячки ранней весной (уже с конца февраля), активно питаются на молодой зелени эфемеров и эфемероидов и сразу же приступают к размножению, однако уже в конце июня они впадают в летнюю спячку, которая зачастую без перерыва плавно переходит в зимнюю; ~ американский белогорлый козодой, населяющий засушливые равнины и плато юго-западной части США и северо-западной части Мексики, в случае нехватки пищевых ресурсов - летающих насекомых - впадает в состояние оцепенения/торпора, в котором может находиться до нескольких месяцев; и т.д.), тогда как использование спячки как периода экономии потребления и расходования ресурсов дало им возможность заселить и освоить в любых других случаях непригодные для этого территории.
Если вам понравилась статья, ставьте лайк, делитесь своим мнением в комментариях и подписывайтесь на канал - будет интересно!
Читайте также:
и другие статьи на нашем канале.
Желаем вам приятного и познавательного чтения!
Если вы хотите поддержать автора, вы можете это сделать, нажав на ладонь с сердечком внизу справа. Спасибо!