Что такое спячка у животных и зачем она нужна
Есть два типа этого. Зимняя спячка, или спячка, это оцепенение некоторых животных. В холодные месяцы пищи гораздо меньше, и чтобы пережить это время и не умереть с голоду, организм резко замедляет обмен веществ. Так он может копить энергию до того момента, когда еды снова станет достаточно. Бывает и летняя спячка - эстивация. Он встречается в фауне пустынь и помогает пережить сильную жару и обезвоживание.
Зимняя спячка включает медведей, живущих в холодном климате, барсуков, енотов, мелких млекопитающих, таких как сони, хомяки, бурундуки, ежи и летучие мыши. Единственная птица, которая впадает в спячку, — североамериканский козодой. Также многие земноводные, насекомые и рептилии замерзают в неблагоприятных условиях, но у них это происходит иначе, потому что тело изначально хладнокровно и зависит от температуры окружающей среды.
Пустынные животные, такие как некоторые мелкие млекопитающие, рептилии, амфибии и моллюски, впадают в спячку. Даже двоякодышащие рыбы отдыхают - замазываются глиной и пережидают жару в своих норах. Для крупных млекопитающих, к которым относится и человек, нехарактерна летняя спячка.
Большинство животных способны ненадолго просыпаться, чтобы подвигаться, сходить в туалет или поесть, а некоторые не двигаются месяцами и даже могут казаться мертвыми. Так, самая продолжительная спячка зафиксирована у пяти полков соней в Венском лесу: они беспрерывно спали 11 месяцев.
Что нужно для перехода в спящий режим
Точно неизвестно, как организм понимает, что пора минимизировать активность. Считается, что в крови появляются особые триггерные вещества. В период спячки они вырабатываются в ответ на сокращение светового дня, понижение температуры и уменьшение количества пищи, а в период спячки, когда температура воздуха, наоборот, повышается, а влажность уменьшается. Эти триггеры воздействуют на рецепторы, и работа всего организма перестраивается.
В 2020 году две группы ученых — из США и Японии — независимо друг от друга и разными способами обнаружили, что у животных в мозгу есть особые нервные клетки, которые «включают» оцепенение, замедляя метаболизм. Гибернация отличается от обычного сна, когда температура тела почти не меняется, а дыхание становится немного медленнее и глубже. Во время гибернации или сна скорость обмена веществ может составлять всего 5% от нормы, температура тела падает, а частота сердечных сокращений и дыхания значительно снижается.
Так, у карликовых лемуров вместо 300 ударов сердца в минуту регистрируется менее 6, а перерывы между вдохами более 10 минут. А у сусликов температура может опускаться до -2 градусов.
Может ли человек впадать в спячку
Когда у некоторых животных формируется признак, который помогает им выжить, он передается их потомкам. Вершина приспособленности к неблагоприятным временам — спячка — возникла в процессе эволюции. Учитывая разнообразие видов, впадающих в спячку, ученые пришли к выводу, что этот механизм появился у общего предка млекопитающих. Это означает, что у животных, не отличающихся продолжительным сном, в том числе и у человека, тоже могут быть особые нервные клетки, просто находящиеся в неактивном состоянии. Исследователи даже предполагают, что неандертальцы пережили холод во время зимней спячки, но точно это пока неизвестно.
Может, и хорошо, что люди не впадают в спячку. Наше тело не приспособлено к длительному отсутствию движения, и это сильно навредило бы ему. Из-за продолжительного сна появится множество проблем: атрофия мышц, образование пролежней, рубцов в сухожилиях, тромбов, закупорка вен и многое другое.
С другой стороны, у животных есть специальные механизмы для защиты от осложнений. Например, у обездвиженного человека быстро развивается остеопороз – потеря кальция в костях, из-за чего они становятся ломкими и начинают ломаться даже при незначительном усилии. А медведи способны «отключать» гены, регулирующие обменные процессы в костях, и поэтому не страдают этим заболеванием после пробуждения от спячки.
Так что сначала людям нужно придумать, как обойти эти трудности, и только после этого можно думать о способах гибернации.
Как спящий режим может помочь человеку
Спящий режим предназначен не только для космических путешествий. Этот процесс имеет огромный медицинский потенциал. Так, иногда люди случайно оказывались в условиях, близких к спячке, когда попадали в ледяную воду или в снежную бурю.
Британке Одри Шуман вместе с мужем, пострадавшим от переохлаждения в горах, удалось запустить сердце через шесть часов после его остановки. Температура тела женщины упала до 18 градусов, пульса и дыхания не было, она казалась мертвой. При этом ее мозг не пострадал, так как из-за переохлаждения все обменные процессы замедлились и организм не успел ощутить кислородное голодание. Если бы сердце остановилось при нормальной температуре, Одри бы не выжила.
Так что перевод людей в спячку выиграет время, чтобы добраться до больницы и получить помощь. А более длительная спячка будет полезна тем, кто месяцами ждет лекарств или донорских органов, когда ресурсов организма может просто не хватить на этот период.