Има ли зимен сън в животинския свят
Съществува ли летен зимен сън в животинския свят?
Интересно биологично явление, причинено от периодични (или неочаквани) метеорологични промени, променящи се условия на живот през летния сезон, е така наречената лятна хибернация при животните, която по същество е много подобна на хибернацията. Научното наименование на зимния сън, както вече споменахме, е „естивация” (от лат. aestas – „лято”). Редица животински видове изпадат в подобно неактивно състояние, когато настъпят екстремни горещини и суша, когато стане невъзможно да се намери храна и вода, за да оцелеят.
Това явление е познато и в растителния свят. Добре известна е способността на семената на растенията да изпадат в анабиоза за дълго време, без да дават признаци на живот и развитие през летния сезон.
В естествената среда много животни и растения трябва да прекарат неблагоприятния сезон на годината в състояние на покой, при което жизнените процеси са повече или по-малко инхибирани. Много едноклетъчни организми (флагелати, амеби и реснички), които живеят в пресъхващи водни басейни, образуват кисти, за да оцелеят. Самото явление се нарича енцистация. С настъпването на неблагоприятен сезон тези организми стават неподвижни, закръглени, губят камшичетата и ресничките си и образуват около себе си плътна лигавица. Получените кисти са в много отношения по-устойчиви на неблагоприятни външни влияния. Енцистацията е придружена от изразена дехидратация на цитоплазмата на едноклетъчно животно. Отново в благоприятни условия кистата абсорбира вода, набъбва, черупката й се спуква и от нея се избира едноклетъчно животно, готово за активен живот.
Подобно явление се наблюдава при нисшите многоклетъчни животни -гъби. С настъпването на есента в тялото на сладководните гъби се образуват клъстери от клетки, съдържащи голям запас от хранителни вещества. Те са заобиколени от две плътни черупки, между които се наблюдават въздушни камери и скелетни образувания. Така се образуват малки топчета, които се наричат гемюли. През зимата тялото на гъбата умира и се разлага, но скъпоценните камъни остават. През пролетта черупката им се напуква, излизат масиви от клетки и от тях се развиват млади гъби.
Инхибирането на жизнените процеси може да се наблюдава и в яйцата (ембрионите) на животните, особено тези, които ще трябва да останат в неблагоприятен сезон. Така, например, ембрионите на малка морска ракообразна саламура (Artemia salina) са в състояние да понасят продължително сушене. Ембрионите на артемия отдавна се използват за хранене на аквариумни риби и често се транспортират в изсушено състояние (в състояние на спряна анимация) на дълги разстояния (дори в чужбина), докато не губят своята жизнеспособност.
Случаи на силно забавяне на процесите на развитие под въздействието на външни въздействия са описани и при ембрионите на някои видове риби (сьомга, пелед) и земноводни (езерни и тревни жаби). След елиминиране на неблагоприятните фактори ембрионите продължават нормалното си развитие [10].
По време на суша и силни горещини някои видове охлюви, които се крият в подземните си убежища, също изпадат в зимен сън през лятото.
В подобно състояние изпадат и някои видове пиявици. Така например японският зоолог Ока още през 1922 г. наблюдава тропически пиявици от вида Ozobranchus jantseanus, паразитиращи върху черупката на японски водни костенурки в състояние на ступор. Когато водните костенурки излязат на брега, тези пиявици изсъхват напълно за няколко дни. Попадайки във водата, те възстановяват жизнената си дейност.
Придиапаузата на насекомите може да възникне не само под въздействието на ниски температури, но и при прекалено високи температури, съчетани с ниска влажност. В такива случаи някои видове изпадат в лятна (топлинна) диапауза, през която развитието им спира до достигане на необходимите за жизнената им температура и влажност.
Лятната хибернация е често срещано явление при някои видове риби. Това е особено характерно за жителите на сладководни резервоари, предимно екваториални и като цяло тропически райони на земното кълбо. Сравнително добре проучен е зимният сън при рибите с бели дробове на африканския протоптер (Protopterus aethiopicus) и американската риба люспи (Lepidosiren paradoxa).
В зимен сън изпада и споменатата американска люспа, която също е белодробна риба. Живее в блатисти речни басейни, гъсто обрасли с водна растителност, в Южна Америка и особено в басейна на Амазонка. През дъждовния период тази риба се храни интензивно и натрупва мазнини, от които се нуждае като резервна храна за времето, когато се зарови в тинята и изпадне в състояние на вцепенение. Тя прекарва целия сух сезон в състояние на лятна хибернация и в същото време диша атмосферен въздух. Въпреки това, ако резервоарът, в който живее рибата, не изсъхне, тя изобщо не изпада в хибернация.
В подобно състояние изпада и срещащият се у нас венец (Misgurnus fossilis), когато в летните жеги пресъхнат водоемите, в които живее. Тогава лоучът се заравя в тинята и изпада в състояние на лятна хибернация. Може да се намери зазидано в суха тиня, в която няма влага, и тогава изглежда като вкаменелост. Затова получава името си fossilis – от лат. фосил, което означава фосилизирани останки от организъм, живял в древни геоложки времена. В това състояниелоуч издържа дълго време с неблагоприятна суша. При навлажняване жизнената активност се възстановява. Установено е, че вълецът, въпреки че не е белодробна риба, вдишва атмосферния въздух през устата си, прекарвайки го през чревния тракт, където се извършва газообмен благодарение на изобилна мрежа от малки кръвоносни съдове - капиляри, и го изхвърля през ануса.
Хибернацията при рибите, подобно на хибернацията, е еволюционно придобита биологична адаптация към неблагоприятни условия на живот. В това състояние, когато рибите са най-малко активни и метаболитните процеси са сведени до възможния минимум, те живеят от предварително натрупани мазнини и консумират малко количество кислород.
Докато за нашите географски ширини определящият фактор за сезонността в живота на земноводните (жаби, тритони, саламандри) е температурата на околната среда, в тропиците и субтропиците тази роля играе влажността. При достатъчно висока температура на въздуха, но ниска влажност (по време на суша), земноводните обикновено зимуват през лятото.
В страни с тропически климат, където температурата е висока и влажността е висока, земноводните са активни през цялата година. Но в райони, където се редуват сухи и дъждовни периоди, когато настъпи суша, което е пагубно за много видове земноводни, те изпадат в зимен сън, ровят се в дупки в почвата, под корени, камъни и т.н. Типичен пример е остров Ява, където земноводните прекарват почти 5 месеца в състояние на лятна хибернация. Както по време на зимния, така и през летния хибернация земноводните не се хранят и всичките им жизнени процеси и метаболизъм се забавят значително.
Известно е, че представители на голям клас влечуги (Reptilia) са животни спроменлива телесна температура, която зависи от температурата на околната среда. Влечугите обичат топлината и се пекат на слънце с часове. Кератинизираната обвивка на тялото им и липсата на кожни жлези ги предпазват от прекомерна загуба на вода. Някои от тях дори се адаптираха да живеят в много сух климат, в горещи и безводни пустини. Горещините в тропиците обаче карат някои от тях да изпаднат в зимен сън.
Така например някои видове змии - постоянни обитатели на горещи пустини, където често са застрашени от топлинен удар - могат да спят зимен сън през лятото в най-горещите дни. Това е защитната реакция на организма, при която консумацията на кислород и образуването на топлина в тялото са минимални.
Заровена в тинята, анакондата, достигаща 11 метра дължина, също изпада в зимен сън.
Най-големите представители на влечугите, крокодилите, също попадат в естивация. Когато водните тела пресъхнат, те се заравят дълбоко в тинята. Въпреки факта, че повърхностният му слой изсъхва и се втвърдява, влагата се задържа в дълбините, където прекарват летния си зимен сън. По този повод известният пътешественик Александър Хумболт цитира историята на европейски колонист, който трябваше да прекара нощта в колиба, построена точно на земята на брега на река Ориноко (Венецуела, Южна Америка). Посред нощ той се събуди от силен шум и земята сякаш се размърда под краката му. Буци пръст летяха във всички посоки и накрая изпод земята се появи огромен крокодил. Очевидно той беше там в състояние на лятна хибернация и, за ужас на колониста, тази нощ се събуди.
В тропическите страни много видове гущери също изпадат в зимен сън. Степните костенурки, живеещи в централноазиатските пустини, също изпадат в хибернация, по време на която метаболитните процеси значително се забавят.
Хибернацията е патент и на някои топлокръвни бозайници, обитатели на степите и пустините, като туркестанските и северноамериканските земни катерици, сенегалския таралеж и др. С настъпването на силна топлина те изпадат в състояние на ступор за дълго време.
Известно е, че всички жители на пустинята изпитват липса на вода. Но различните видове животни преодоляват тази трудност по различни начини. Средноазиатската катерица (Spermophilopsis leptodactylus) се рови в дълбоки дупки, където температурата не е толкова висока, колкото на повърхността на пясъка, и водният поток съответно е по-слаб.
Примерът с мохавската земна катерица показва, че по същество и двата вида зимен сън (лятен и зимен) са само двете страни на едно и също физиологично явление - защитно-приспособителната реакция на организма.