¿Por qué algunos animales hibernan y otros no?
Erizo europeo Algunos mamíferos (como los murciélagos) hibernan continuamente. Otros (como el lirón, el lirón, el erizo, la marmota o el Zoroach) hibernan con breves despertares.
Comportamiento invernal de los animales que hibernan
En otoño, los animales que hibernan tienen la oportunidad de encontrar lugares para hibernar: troncos de árboles huecos y cuevas, cubiertos de hierba, paja, hojas y pelos a modo de estera. . En un refugio tan cuidadosamente dispuesto, se apiñan en pequeños grupos con los párpados caídos y pasan el invierno en esta forma de baja energía: letargo (latín: aburrido). Su temperatura corporal descenderá de 1 a 9 grados centígrados. Todas las funciones del cuerpo se reducirán considerablemente. La respiración es muy débil, los latidos del corazón son lentos y la sensibilidad a los estímulos externos está reducida. Si utilizas una cámara infrarroja para fotografiar un murciélago hibernando, verás que el cuerpo del murciélago es de color azul oscuro. Por ejemplo, cuando un perro de las praderas hiberna, su temperatura corporal baja de 39 grados centígrados a 7 grados centígrados. Los latidos del corazón bajaron de 100 latidos por minuto a 2 o 3 latidos. La frecuencia respiratoria puede ampliarse a una vez por hora. Los metabolitos de los intestinos y del hígado se recogen en la parte inferior del intestino y se excretan al despertar. Los animales dejan de comer mientras hibernan o comen durante breves períodos de vigilia. Los animales que hibernan sobreviven con su propia grasa. En particular, el tejido adiposo marrón, que se encuentra en los hombros y el cuello, es una fuente de energía muy importante, especialmente cuando aumenta la temperatura exterior y el animal se despierta de una hibernación que puede durar varias horas. Durante la segunda mitad del proceso de despertar, el animal puede elevar su temperatura corporal a niveles normales sacudiendo su cuerpo (los músculos flexores y extensores se contraen simultáneamente, una acción de alta energía). Cuanto mayor es la temperatura, más rápido respira el animal.
La duración de la hibernación
La duración de la hibernación varía de un animal a otro. Los erizos europeos tienen entre 3 y 4 meses. Los ratones que hibernan pueden dormir de 6 a 7 meses (literalmente). Pero no podemos pensar simplemente en la hibernación como un proceso ininterrumpido que dura varios meses. Por el contrario, la forma más común de hibernación es intermitente, con largos períodos de descanso y cortos períodos de vigilia intercalados con un metabolismo bajo. Sin embargo, los animales no siempre pueden despertarse porque cada vez que se despiertan necesitan gastar energía. Despertarse demasiadas veces puede hacer que las reservas de grasa se agoten prematuramente, de modo que cuando se despierten la próxima primavera no habrá "grasa" disponible.
Hibernación social
Algunos animales que hibernan, como los perros de la pradera, incluso hibernan en grupos. En cada sitio de hibernación, hasta 20 adultos y cachorros se apiñan para mantenerse calientes unos a otros y no verse perjudicados por la fuerte caída de las temperaturas. Las ratas jóvenes, especialmente aquellas con menos reservas de grasa, pueden sobrevivir al duro invierno en este modo de hibernación.
Posibles factores desencadenantes de la hibernación
Siempre se ha creído que los factores desencadenantes de la hibernación son algunos factores externos, como la caída de la temperatura ambiente y la falta de alimento en otoño. Sin embargo, algunos expertos creen que el acortamiento gradual del día es una señal de hibernación, lo que provocará cambios en algunos factores internos, como cambios en los niveles hormonales y el ajuste de los relojes biológicos estacionales. El reloj circadiano parece influir en el comportamiento animal, como el almacenamiento de grasa y la preparación para la hibernación. También existe el efecto anestésico de las altas concentraciones de dióxido de carbono en los lugares de hibernación, que también pueden ser un factor inductor de la hibernación.
Spring Awakening
La causa del Spring Awakening aún no está clara. El aumento de la temperatura ambiente y la acumulación de metabolitos pueden ser señales de excitación. La temperatura corporal de los animales que hibernan aumenta lentamente cuando se despiertan. La hormona provoca la descomposición del tejido adiposo marrón, que proporciona energía para el aumento inicial de la temperatura corporal. Cuando la temperatura corporal alcanza los 15 grados centígrados, los músculos comienzan a temblar, calentando aún más el cuerpo. En el pecho y la cabeza, donde se encuentran los órganos vitales, la temperatura se recuperará más rápido que en otras partes del cuerpo.
El impacto negativo de la hibernación en la memoria
En un estudio con chinchillas europeas, la Universidad de Viena descubrió que hibernar durante varios meses puede tener un impacto negativo en la memoria de los animales que hibernan. En comparación con los animales que no hibernan, las ardillas terrestres europeas no pueden resolver tareas que aprendieron antes de hibernar, como encontrar la ruta correcta en un laberinto o controlar las palancas de una máquina de alimentos. Una posible explicación es que la hibernación reduce la actividad neuronal. Los científicos incluso han demostrado que las conexiones neuronales del cerebro se desconectan durante la hibernación.
Aves que hibernan
No sólo los mamíferos hibernan, sino que también lo hacen algunas aves. Los colibríes reducen su metabolismo y entran en un estado de sueño rígido cuando la comida es escasa y fría. En estado de hambre, una golondrina joven entra en un estado poiquilotérmico durante el sueño, por lo que no necesita bajar su temperatura corporal tanto como un animal verdaderamente hibernante. Las aves no hibernan como los mamíferos.
Análisis conceptual
Vacaciones de invierno
El descanso invernal (en alemán: Winterruhe) de los osos pardos en sus guaridas es diferente de la hibernación. Durante su descanso invernal, la temperatura corporal de los osos pardos no desciende tanto como lo hacen los verdaderos animales en hibernación. Esta pausa invernal sin enfriamiento a gran escala también se puede observar en tejones, ardillas y mapaches. Durante estas vacaciones de invierno, estos animales suelen despertarse y cambiar de posición para dormir. Los osos pardos pasan siete meses en sus guaridas, medio dormidos, medio despiertos, sin comer, beber ni defecar, viviendo únicamente de su propia grasa. Los científicos estadounidenses descubrieron que este estado de semi-sueño es causado por una hormona llamada HIT que induce la hibernación.
Estas sustancias permiten a los osos pardos sobrevivir el invierno sin perder fuerza muscular. Una persona en un estado similar, como en una cama de hospital, perderá el 90% de su fuerza muscular.
El estado de reposo de los ciervos en invierno
Recientemente, se descubrió que los ciervos nativos también bajan su temperatura corporal a 15 grados centígrados y entran en un estado latente en invierno. Al reducir su tasa metabólica a niveles nocturnos, los ciervos pueden sobrevivir esta estación fría. Una investigación veterinaria de la Universidad de Viena descubrió que la abundancia de alimentos afecta este mecanismo de regulación de la temperatura corporal y el metabolismo. Los alimentos ricos en proteínas, que normalmente no están disponibles durante el invierno, pueden aumentar innecesariamente la tasa metabólica del animal. Por lo tanto, una alimentación inadecuada en invierno puede provocar una hambruna primaveral, porque el metabolismo de los ciervos no disminuye en invierno y el consumo excesivo de forraje en el bosque provoca escasez de forraje primaveral.
Los investigadores veterinarios de la Universidad de Viena creen que los límites entre la hibernación y las vacaciones de invierno ya no están claros. Muchos animales pueden reducir su metabolismo y temperatura corporal mediante mecanismos reguladores similares, y las focas y las ballenas también pueden utilizar los mismos mecanismos durante el snorkeling a largo plazo.
El estado congelado de los animales de sangre fría
Lo opuesto a la hibernación es el estado congelado. Este estado se puede observar en muchos animales de sangre caliente que viven en ciertas áreas climáticas: caracoles, Algunos insectos, la mayoría de reptiles (serpientes, tortugas, lagartos) y anfibios (sapos, ranas). Las salamandras tendrán de 3 a 4 meses, los lagartos de extremidades lentas y las víboras rayadas de dragón tendrán de 4 a 5 meses, y las ranas arborícolas y las lagartijas de arena tendrán de 5 a 6 meses de congelación.
Sueño de verano y sueño seco
También existe el sueño de verano. Los cocodrilos y las serpientes (como las víboras de la muerte) que viven en zonas tropicales pasan el verano en lugares como los pantanos durante la estación seca. Los caracoles burdeos que viven en zonas templadas duermen secos durante el verano o cuando el agua escasea. También hay algunas ranas y sapos, como el sapo cornudo o la rana toro africana (Pyxicephalus adspersus), que también duermen en verano. La función fisiológica del sueño de verano es conservar energía durante las estaciones calurosas y con escasez de alimentos como la hibernación, estos animales reducen su metabolismo durante el sueño de verano; Los anfibios mencionados anteriormente pueden incluso reducir la capacidad intestinal en un 40%. Esto puede reducir la ingesta de alimentos en un 60%. Cuando no falta comida, los intestinos volverán a su tamaño original.