¿Por qué los animales hibernan y duermen en verano?
_ _ _ _Las ardillas duermen relativamente profundamente. Una vez alguien sacó una ardilla que estaba hibernando del agujero de un árbol. Parecía que tenía la cabeza rota. No importa lo fuerte que tiemblo, no puedo abrir los ojos y mucho menos caminar. Ponlo sobre la mesa y ni siquiera podrás ponerte una inyección. Sólo calentándolo con una estufa podrá moverse tranquilamente y durante mucho tiempo.
_ _ _ _Cuando un erizo hiberna, casi deja de respirar. Resulta que hay un trozo de cartílago en su laringe, que puede separar la boca y la garganta y cubrir la boca de la tráquea. Una vez, los biólogos recogieron un erizo que estaba hibernando y lo sumergieron en agua tibia durante media hora antes de verlo despertar.
_ _La hibernación de los animales es realmente única: el caracol sella su caparazón con su propia mucosidad. La gran mayoría de los insectos hibernan en forma de "pupas" o "huevos" cuando llega el invierno, en lugar de "chinches de sal" o "larvas". Los osos respiran normalmente durante la hibernación y, a veces, deambulan afuera durante varios días antes de regresar. Cuando una osa hiberna, la nieve cubre su cuerpo. Una vez que se despierte, habrá 1 o 2 osos inocentes y animados junto a él. Al parecer nacen durante la hibernación.
_ _ _ _Los animales hibernan durante períodos de tiempo variables. Las marmotas orientales del noreste de Siberia y los erizos de China pueden dormir más de 200 días seguidos, mientras que las martas cebellinas de la antigua Unión Soviética sólo hibernan 20 días al año.
_ _ _La hibernación de los animales es enteramente una acción protectora frente a ambientes adversos. Los principales factores que provocan que los animales hibernen son la disminución de la temperatura ambiente y la falta de alimento. Los científicos han demostrado mediante experimentos que la hibernación en animales puede provocar una disminución de la función de la tiroides y las glándulas suprarrenales. Al mismo tiempo, el desarrollo gonadal fue normal. Después de la hibernación, se mejoran las capacidades antibacterianas y de resistencia a enfermedades de los animales. Evidentemente, la hibernación es beneficiosa para ellos, lo que los hace más ágiles y tienen más apetito cuando se despiertan en la segunda primavera, y todos los órganos del cuerpo aparecerán rejuvenecidos.
Se puede observar que el sistema nervioso y los músculos de los animales aún mantienen plena vitalidad durante la hibernación, mientras que la nueva generación se reduce al mínimo. La anestesia hipotérmica y la hipnoterapia creadas por la comunidad médica actual se inspiraron en esto.
_ _ _ _Al igual que nosotros los humanos, todos los animales son de sangre caliente, entonces, ¿cómo sobreviven los animales y los insectos de sangre fría al largo invierno?
_ _ _ _Después de largas observaciones e investigaciones, los entomólogos finalmente descubrieron algunos misterios de la hibernación de los insectos. En invierno, se debe agregar anticongelante para evitar que el radiador se congele. Los insectos toman medidas similares para protegerse durante los fríos meses de invierno.
_ _ _ _En invierno es muy importante que los insectos no se congelen. Una vez que el tejido vivo se congela, los cristales de hielo en expansión dañarán inevitablemente la membrana celular y causarán un trauma fatal. Cuando las células no tienen suficiente líquido para mantener la actividad enzimática necesaria para la vida, la muerte puede ocurrir incluso sin una congelación completa. Entonces, ¿cómo resuelven los insectos este problema? Se basan principalmente en reducir el punto de congelación de los líquidos en el cuerpo, mejorando así la resistencia al frío. La forma es producir una gran cantidad de "anticongelante".
_ _ _ _¿Cómo producen los insectos el anticongelante? ¿Cómo se quita el anticongelante cuando el clima se calienta? ¿Por qué deberías quitar el anticongelante? Estas preguntas aún no tienen respuestas.
_ _ _ _Cabe añadir que los científicos han descubierto que las ranas también fabrican su propio anticongelante. En el laboratorio, los científicos congelan muchas ranas y luego las descongelan lentamente después de 5 a 7 días. Estas ranas permanecieron vivas después de descongelarse. Después de un cuidadoso análisis e investigación, los científicos finalmente descubrieron el secreto de la capacidad de las ranas para sobrevivir. Encontraron una sustancia comúnmente utilizada en anticongelante: glicerol en los fluidos corporales de las ranas. Al igual que los insectos, esta sustancia ya no se encuentra en los fluidos de estas ranas en la primavera.
_ _ _ _Hasta ahora, la gente no ha podido descubrir por completo el misterio de la hibernación de los animales. Pero a través de la exploración continua, los científicos se han dado cuenta de que estudiar la hibernación de los animales no sólo es interesante, sino también valioso.
La hibernación se refiere al estado fisiológico en el que los animales de sangre caliente (algunos mamíferos y un pequeño número de aves) entran en un estado letárgico al bajar su temperatura corporal durante la estación fría. La gente estudia la hibernación de los animales, centrándose principalmente en los animales de sangre caliente. Porque pueden controlar su temperatura corporal de forma precisa y decidida.
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.