В неблагоприятные годы, небольшие представители семейства грызунов Сони-полчки (Glis glis) способны впадать в спячку продолжительностью 11 месяцев, зарегистрированная рекордная спячка одного из таких млекопитающих продолжалась 346 дней.

Подробнее...

Биологи показали, что по продолжительности спячки сони-полчки оставляют позади всех остальных теплокровных животных в дикой природе. В голодные годы они могут проспать более 11 месяцев подряд, пережидая неблагоприятные условия.

Glis glisОб этом говорится в статье австрийских ученых из Университета ветеринарной медицины, опубликованной в журнале Journal of Comparative Physiology B.

Сони-полчки (Glis glis) - это небольшие грызуны, живущие в Европе и Средней Азии, их излюбленной пищей являются семена бука. Однако время от времени случается массовый неурожай буковых семян. Авторы статьи решили выяснить, как сони справляются с данной проблемой. Для этого они в неурожайный сезон отловили 17 сонь и вживили в них специальные датчики, время от времени измеряющие температуру тела.

Зверьки были выпущены в дикую природу, а спустя год ученые вновь отловили их. Выяснилось, что 8 животных впали в спячку очень рано, в июне-июле, остальные сони погрузились в нее чуть позже, в начале сентября. В норме же активность этих животных продолжается с апреля по октябрь. Сони, впавшие в спячку в начале лета, провели в ней более 11 месяцев - рекорд поставила одна из самок, которая проспала подряд 346 дней.

Ранее специалистам удавалось погружать в столь длительную спячку лишь лабораторных животных, но теперь ясно, что она может служить естественной реакцией млекопитающих и в дикой природе. Дело в том, что в неурожайные годы соням не удается не только нормально поесть, но и размножиться - детеныши, рожденные в это время, все равно не могут накопить достаточно жира, чтобы подготовиться к своей первой спячке. Поэтому лучшее, что могут сделать сони - просто проспать данный период, не попадаясь лишний раз на глаза хищникам.

Интересно, что в неблагоприятных условиях в спячку раньше всех впадают сони с наибольшей массой тела. Остальным всё же приходится пободрствовать немного дольше, чтобы набрать недостающие жировые запасы за счет альтернативных источников пищи.

Источник: infox.ru

Микробиологи из института имени Карла Вёзе в Калифорнии обнаружили, что некоторые архебактерии впадают в спячку при контакте с вирусом. Подробности этого механизма были опубликованы в журнале mBio.

АрхеиАрхебактерии Sulfolobus islandicus, как оказалось, чутко реагируют на присутствие вирусов. Оказывается, что, ощутив присутствие вируса SSV9, Sulfolobus засыпают, перестают размножаться и расти. Таким образом они защищаются от возможного инфицирования, даже в том случае, если вирус находится в неактивном состоянии. Однако такой способ защиты опасен для архебактерий  — они могут оставаться в спящем состоянии от 24 до 48 часов, и если за это время вирус исчезнет, они вернутся к обычной жизни, если же нет, то погибнут.

Но архебактерии, как говорят микробиологи, «делают ставку». Они могут умереть, но, очевидно, с точки зрения эволюции это менее рискованно, чем заразиться и передать вирус дальше.

Sulfolobus islandicus обладают легко адаптирующейся иммунной системой. Они ощущают присутствие ДНК вируса, находят у себя тот отрезок ДНК, которые соответствует вирусу и «дезактивируют» этот отрезок, впадая в спячку. Те археи и бактерии, которые не имеют подобного свойства, заражаются вирусом и погибают, заражая окружающих.

Это открытие, по мнению микробиологов, показывает, как мало еще известно ученым о связях бактерий и вирусов, и как много еще предстоит узнать в этой сфере.

Источник: Научная Россия

Группа биологов под руководством физиолога Барри Лавгрова (Barry Lovegrove)из Университета Квазулу-Натал (ЮАР) нашли на Мадагаскаре новый вид млекопитающих семейства тенреков Tenrec ecaudatus, или земляных ежей.  Большую часть жизни он, как выяснилось, проводит в спячке. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society.

Tenrec ecaudatusСовременные тенреки весят около одного килограмма. Их образ жизни сохранил все архаичные черты, как считает Барри Лавгров — их предок весил примерно на 250 грамм меньше, был одним из ранних млекопитающих и жил около 65 млн лет назад, в кайнозойскую эру. Тенреки заселили Мадагаскар около 50 млн лет назад и с тех пор они не слишком изменились, отчего Лавгров назвал тенрека «живым ископаемым».

Кери Лоббан (Keri Lobban) и Даниэль Левек (Danielle Levesque), аспиранты профессора Лавгрова, с 2009 по 2011 гг. провели несколько полевых исследований на Мадагаскаре. За это время они выловили 18 тенреков и присоединили к ним радиомаяки, чтобы отслеживать зоны их обитания и образ жизни. Выяснилось, что эти животные проводит в спячке не менее девяти месяцев. Поразительно, что за все это время они ни разу не пробуждаются, как это делают другие животные, впадающие в сезонную спячку. Ученые считают, что, возможно, именно эта способность к длительной спячке помогла нашим далеким предкам пережить экологическую катастрофу на планете.

Сейчас биологи содержат колонию из 40 тенреков в лаборатории Университета Невады (США) для проведения научных исследований. Первые наблюдения уже дали сведения об уникальном метаболизме этих животных.

В будущем эти данные могут помочь разработать способы вызывать у людей анабиоз (состояние, аналогичное зимней спячке) искусственным путем. Это может быть полезно при долгосрочных космических перелетах, например, на Марс, — нынешние технологии могут доставить туда человека примерно за те же девять месяцев, — а также в медицине при лечении людей с тяжелыми травмами, инсультом и т.д.

Около 67 млн лет назад предположительно в результате падения гигантского метеорита в местности, называемом сейчас кратер Чикшулуб (Мексика) погибли все динозавры, кроме тех, что стали предками птиц. Чтобы понять, как древние млекопитающие смогли наследовать Землю у гораздо более крупных и сильных животных, биологи сконструировали виртуальный образ под условным названием Шрёдингер (Shrëwdinger), в честь известного кота, который то ли жив, то ли мертв. Вероятнее всего это был небольшой насекомоядный зверек, с длинным пушистым хвостом.

Оставалось найти его ближайших живых «родственников». Ученые решили сосредоточить свои поиски на тенреках, млекопитающих отряда афросорицид, так как они являются наиболее крупными насекомоядными млекопитающими, которые очень похожи на древнего «Шрёдингера». Известно, что на Мадагаскаре, где климат за последние несколько десятков миллионов лет не сильно изменился, а значит, не требовал значительных адаптивных реакций со стороны фауны, исправно поставляет биологии все новых уникальных живых существ, не сохранившихся в других местах на Земле.

Источник: Научная Россия

Летучие мыши, откликающиеся на имя большие мышехвосты, как и многие их сородичи, впадают в зимнюю спячку, для чего в течение лета активно накапливают жировые запасы. Однако и запасы эти, и способ их аккумуляции весьма необычны и отличают мышехвостов не только от других рукокрылых, но и вообще от зверей, впадающих в анабиоз. 

Большой мышехвост с муравьиным «пирсингом» на морде. (Здесь и ниже фото Eran Levin / University of Arizona.) Большие мышехвосты питаются самыми разными насекомыми, которых им удаётся поймать в воздухе, от жуков до бабочек. Но на первой неделе июля их диета резко меняется: зверьки переходят почти полностью на муравьёв-древоточцев Camponotus sanctus. Как известно, у всех муравьёв в определённое время крылатые самцы и самки вылетают из гнёзд, чтобы спариться, после чего самцы погибают, а самки садятся на землю и основывают новые колонии. Вылет из гнезда обычно происходит сразу во всех колониях региона и подчиняется климатическим условиям вроде температуры воздуха и влажности. И вот на «стаи» вылетевших Camponotus sanctus набрасываются большие мышехвосты.

Большие мышехвосты на ночлеге. Муравьи Camponotus sanctus вовсе не малыши, вытягиваются до 1,5–2 см, а потому могут доставить много неприятностей летучим мышам своими жвалами и муравьиной кислотой. По словам Эрана Левина (Eran Levin) из Аризонского университета(США), который много лет изучает мышехвостов, случается, что перед неизбежной гибелью насекомым удаётся выколоть глаз летучей мыши. Часто на морде зверьков остаётся своеобразный пирсинг из муравьиных голов, которые так и висят, вонзив в кожу мышей мощные жвалы. Однако мышехвосты фанатично преследуют крылатых муравьиных самок. По сути, это единственный вид млекопитающих, который синхронизировал свои пищевые привычки с довольно своеобразным жизненным циклом муравьёв. 

Причина же такой любви к муравьям в том, что их матки необычайно питательны: их жировые запасы могут достигать половины массы тела. Питаясь муравьями, мышехвосты за три недели удваивают свой вес, в свою очередь аккумулируя жир у основания хвоста. Этот помогает им перезимовать, однако тут есть некий парадокс в том, что за жир откладывают эти рукокрылые.

Считается, что для зимовки животные предпочитают ненасыщенные жиры, так как при низких температурах они не застывают. Насыщенные жиры, напротив, склонны затвердевать при похолодании. Однако, как обнаружили Эран Левин и его коллеги, большие мышехвосты получают от муравьёв почти исключительно насыщенные жиры. И вообще, по содержанию таких жировых запасов эти летучие мыши оказались чемпионами среди млекопитающих. 

По мнению зоологов, запасать на зиму именно насыщенные жиры больших мышехвостов заставили экологические особенности тех мест, где они зимуют. Мышехвосты обитают на Аравийском полуострове, на севере Египта, в Израиле; на зимовку они собираются в тёплых пещерах Иорданской долины, где температура не падает ниже 20 ˚C. В этих пещерах мышехвосты проводят без воды и еды долгие пять месяцев. 

Исследователи утверждают, что любовь к насыщенным жирам возникла у больших мышехвостов из-за относительно высокой температуры среды во время зимовки. То есть дело не только в том, что проблема застывания или незастывания жировых запасов для этих животных неактуальна, но ещё и в том, что им нужны лишь насыщенные жиры, дабы смягчить действие сравнительно высокой температуры во время спячки.

Конкретные физиологические механизмы тут ещё изучать и изучать, но, так или иначе, склонность мышехвостов откладывать «неподходящие» жиры — явно адаптивный механизм.

Что же до интереса учёных к этим летучим мышам, то он вполне объясним: считается, что анабиоз жёстко связан с понижением температуры, однако большие мышехвосты убеждают нас в обратном, и, кто знает, вдруг изучение этих зверьков поможет раскрыть новые, до сих пор неизвестные особенности этого физиологического состояния.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Это может показаться странным, но, хотя жить без сна невозможно, мы до сих пор не знаем, зачем спим. Считается, что во время сна происходит консолидация памяти, перевод информации из кратковременного хранилища в долговременное. Реорганизация памяти — одно из самых популярных объяснений того, зачем нужен сон, но пока это лишь гипотеза, хотя и собирающая всё больше доказательств в свою пользу. 

Толстохвостые лемуры проводят зиму в спячке, но почти без сна. (Фото ericandryann.) А ещё считается, что во сне нейтрализуются токсины, образовавшиеся во время бодрствования, и происходит восполнение израсходованной энергии: сон помогает отрегулировать обмен веществ и температуру тела (которая, понятно, неразрывно связана с метаболизмом).

Учёные из Университета Дьюка (США) попробовали проверить последнее предположение с помощью толстохвостых лемуров. Сразу стоит сказать, что они изучали не обычный суточный сон, а спячку, в которой лемуры могут проводить до семи месяцев. В это время сердечный ритм зверьков замедляется со 120 ударов в минуту до 6, а температура тела поднимается или опускается в зависимости от того, что происходит на дворе. Сильные перепады температуры тела для млекопитающих вообще нехарактерны, однако лемурам такое умение сбивать собственную температуру просто необходимо: это позволяет им сохранить достаточно энергии, чтобы переждать зиму. 

Чтобы проверить, взаимосвязаны ли терморегуляция и сон, Эндрю Кристал и его коллеги снабдили несколько диких лемуров электродами, считывавшими активность мозга животных, и отправили их спать. Кроме того, регистрировали потребление кислорода и некоторые другие физиологические параметры. Полученные данные сравнивались с тем, как вёл себя организм лемуров, содержащихся в неволе и не засыпавших на зиму.

Как известно, сон бывает медленноволновой (non-REM) и быстроволновой (REM). В веб-журнале PLoS ONE исследователи пишут, что зиму лемуры проводили без каких-либо признаков медленноволнового сна. ЭЭГ показала, что электрическая активность мозга в это время у лемуров сильно понижена, как и обмен веществ. Но стоило температуре вокруг подняться выше 25 ˚C, как электрические волны мозга лемуров указывали на быстрый сон, и одновременно у животных интенсифицировался обмен веществ. Такой распорядок сна был противоположен тому, что наблюдается, например, у сусликов: у них во время спячки есть только медленный сон, и только при относительно высокой температуре.

Словом, если и существует связь между метаболическим энергосбережением и сном, то очень своеобразная. Пусть даже у сна есть такая функция, но во время спячки, скорее всего, включаются какие-то другие механизмы энергосбережения.

Впрочем, чтобы это утверждать наверняка, нужно провести похожие исследования с ещё какими-нибудь впадающими в анабиоз млекопитающими. Именно это и собираются сделать авторы работы: героями их следующих опытов станут тенреки. Нельзя исключать и того, что во время обычного сна имеют место некие энергосберегающие процессы; просто они имеют иную природу, нежели те, что активируются при зимней спячке.

Истоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Американский суслик — зверь в некотором роде уникальный: во время зимней спячки температура его тела может опускаться до –4 ˚C, что является рекордом среди млекопитающих, засыпающих на зиму. Причём исследователи до сих пор ломают голову над тем, как животному удаётся сохранять свою кровь жидкой, ведь никаких антифризных белков у него не нашли.

Бодрствующий американский суслик (фото dean.franklin)Стоит ли говорить, что американский суслик пользуется особой популярностью у тех, кто изучает механизмы зимней спячки и работу циркадных ритмов (ведь долгий зимний сон предполагает, что биологические часы, которые заставляют нас просыпаться утром и засыпать вечером, каким-то образом отключены). Исследователи из Университета Аляски (США) решили, например, выяснить, каков нижний предел температур, при которых суслик может спокойно спать. Учёные постепенно снижали температуру воздуха в камере со спящим животным и обнаружили, что при –26 ˚C суслик начинает дрожать и просыпается. То есть это и есть тот самый нижний порог, который допустим во время анабиоза.

Температура тела животного поддерживалась на уровне –4 ˚C (для слежения за ней исследователи вживляли в желудок сусликов специальный термодатчик). Чтобы поддерживать её на этом уровне при очень сильном морозе, суслик, если можно так сказать, слегка просыпается и тем самым поднимает свою температуру.

С другой стороны, активность сусликов определяется не только температурой окружающей среды, но и сменой дня и ночи. Самцы просыпаются за три недели до самок, но какое-то время остаются в норе, питаясь запасами. При этом, что любопытно, температура их тела остаётся постоянной. Но стоит им выйти наружу и посмотреть на солнце, как у них запускаются суточные ритмы: температура тела поднимается в дневные часы и опускается в ночные. Результаты своих наблюдений учёные доложили на ежегодной конференции Общества сравнительной и интегративной биологии в Сан-Франциско (США).

Но как суслики поддерживают свои биологические часы в рабочем состоянии? Дело в том, что эти животные просыпаются и засыпают не по солнцу: они выходят из норы, кода уже светло, и прячутся обратно под землю вечером. Поэтому зоологи предполагают, что либо у сусликов есть какие-то специальные гены, которые не зависят от солнечного света, либо эти животные могут оценивать высоту, на которой солнце стоит над горизонтом, и спектр света, который к вечеру смещается в красную область.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Австралийские ехидны не только размножаются прямо во время спячки. Ученые пришли к выводу, что у самки при этом несколько половых партнеров.

Австралийская ехидна Джемма Морроу (Gemma Morrow) и Стюарт Николь (Stewart C. Nicol) из Университета Тасмании наблюдают за австралийской ехидной (Tachyglossus aculeatus) в центральных районах Тасмании уже 14 лет. За это время ученым удалось сделать множество интересных открытий об особенностях личной жизни этих сумчатых.

Например, в статье «Прохладный секс? Период спячки и размножения у ехидны совпадают», опубликованной в 2009 году в журнале PLoS One, авторы описывают свои наблюдения за животными при помощи имплантированных в их тела температурных датчиков. По словам исследователей, ехидны впадают в спячку на несколько месяцев в середине зимы. В это же время начинается период размножения. «Самцы просыпаются примерно на месяц раньше самок и приступают к спариванию. Самки в пиковый момент тоже просыпаются, правда, ненадолго. Но даже несмотря на короткое бодрствование, температура их тела в сам момент спаривания оказывается ниже нормальной. Вскоре они снова впадают в состояние спячки. Можно сказать, что размножение происходит прямо во время спячки», — говорит Морроу.

Чтобы сделать такой вывод, ученым потребовались годы кропотливых наблюдений за ехиднами. За их передвижением они следили с помощью специальных микрочипов, в то время как температурные датчики фиксировали температуру их тел. Особенно внимательно ученые наблюдали за протеканием беременности у самок ехидн. Для этого они проводили исследования при помощи ультразвука.

Теперь Морроу и ее коллегам удалось продвинуться еще дальше. Ученые установили инфракрасные камеры в норах ехидн, чтобы выяснить особенности процесса. Оказалось, что для этих животных групповой секс – норма. «Одна самка имеет несколько половых партнеров. Это происходит из-за того, что в популяциях австралийских ехидн находится меньше репродуктивно активных самок по сравнению с самцами, которые всегда готовы к спариванию. Дело в том, что самки ехидны способны давать потомство не каждый год», — поясняет Морроу.

Источник: Infox.ru

Зимний сон черного американского медведя отличается от такового у мелких млекопитающих. В отличие от них, температура тела медведя падает в среднем до 33−34°С, но обмен веществ при этом снижается на 75%. Дышит спящий медведь всего один-два раза в минуту, а сердцебиение падает до 9 ударов в минуту.

Подробнее...

Медведь спит не так, как сурки и суслики. Температура его тела снижается незначительно, зато обмен веществ падает на три четверти. Это позволяет крупному зверю не есть, не пить и не выделять отходы месяцами.

Черный американский медведь То, что медведь зимой спит, знают даже малые дети. Но подробностей медвежьей спячки до сих пор не знали и специалисты-зоологи. В основном, из-за трудности сбора данных — ведь не полезешь же в берлогу к медведю, чтобы измерить ему температуру. Биологам из Института арктической биологии Университета Аляски (Institute of Arctic Biology at the University of Alaska) в Фэрбенксе помогла телеметрия. Ученые вели наблюдения за пятью американскими черными медведями (Ursus americanus) – обитателями Аляски. Сначала животных отловили и под наркозом снабдили разными датчиками. Вживленный радиопередатчик передавал величину температуры тела, электрокардиограмму и электромиограмму (график электрической активности мышц). Подопытных медведей выпустили на изолированную лесную территорию, где в положенный срок они залегли в сооруженные для них искусственные берлоги.

Сон под присмотром

«Берлоги» представляли собой деревянные ящики с подстилкой, снабженные инфракрасными видеокамерами, измерителем активности и телеметрической антенной. Здесь же имелся анализатор выдыхаемого воздуха, измеряющий потребление кислорода и уровень углекислого газа.

Видеонаблюдение показало, что медведи спят, свернувшись калачиком — такая поза обеспечивает максимальную экономию тепла и воды. В среднем раз в два дня они начинают ворочаться, меняют позу, подгребают подстилку, но полностью не просыпаются. Самое интересное состояло в изучении их метаболизма, который позволяет им в течение 5−7 месяцев не есть, не пить и не выделять продукты жизнедеятельности.

Оказалось, что медведи спят не так, как мелкие млекопитающие, такие как сурки, суслики или летучие мыши. «Как правило, скорость обмена веществ у животных на каждые 10 градусов снижения температуры тела падает на 50%, но у медведей обмен снижается на 75%, хотя температура тела – всего на 5−6 градусов», — отмечает Эвинд Тойен (Øivind Tøien), руководитель исследования. Нормальная медвежья температура тела (37−38°С) падает в среднем до 33−34°С, но никогда не снижается ниже 30 градусов (это критическая температура для функционирования нейронов). Температура тела не всегда одинакова, она повышается и понижается в течение многодневных циклов. Дышит спящий медведь всего один-два раза в минуту. Скорость сердечных сокращений падает с 55 до 9 ударов в минуту (в среднем), при этом она меняется в зависимости от дыхания: сердце бьется чаще на вдохе и почти останавливается на выдохе. С учетом всех показателей уровень метаболизма спящего медведя составляет всего 25% от нормы.

Биологи ожидали, что когда медведи проснутся и выйдут из берлоги, их обмен веществ сразу же восстановится. Но оказалось, это не так: у проснувшихся животных метаболизм составлял всего половину от нормы, хотя температура тела достигла 37°С. Только через две-три недели жизнедеятельность животных достигла нормального уровня.

На следующем этапе ученые собираются изучить изменения в активности определенных генов, которые вызывают такие значительные сдвиги в медвежьем организме при спячке.

Медведи помогут понять людей

Исследование физиологии крупных млекопитающих во время спячки поможет понять механизмы выживания человека во время вынужденного длительного охлаждения. А также грамотно применять метод снижения температуры тела в медицинских целях, считают авторы работы.

О зимней спячке американских медведей можно прочитать в последнем выпуске Science.

Источник: Infox.ru

Нам с детства известно: в зимний период насекомые куда-то прячутся, для того чтобы пережить холода. Но что в это время происходит с их организмом?

Этой пчёлке не удалось пережить суровую зиму... (Фото Wikimedia.) Если насекомое живёт дольше года (или если время его жизнедеятельности приходится на зиму), оно должно приспосабливаться к ухудшению условий обитания. Большинство видов, если не мигрируют в тёплые края, то впадают в состояние, именуемое диапаузой.

Это состояние напоминает спячку у теплокровных животных, поскольку в нём также замедляются метаболизм и другие процессы в организме (в частности рост и размножение). Однако есть и отличия.

Во-первых, у млекопитающих и птиц в спячку впадают взрослые или развивающиеся особи (на стадии эмбриона это возможно только у некоторых представителей отряда грызунов и семейства куньих). У насекомых диапауза может происходить на любой стадии развития в зависимости от вида.

Во-вторых, спячка обычно прерывается кратковременными пробуждениями и может совсем прекратиться из-за изменения обстановки, а вот «сон» насекомых более глубок и требует определённых факторов для его прерывания. Кроме того, у насекомых этот период больше привязан к сезонности (продолжительности светового дня), тогда как у млекопитающих он зависит скорее от наличия кормовой базы.

Диапауза осуществляется двумя основными способами. К примеру, бабочка траурница поступает, как заправский автомобилист, выделяя в свой организм «антифриз». Его составные части — криопротекторы — защищают от повреждающего действия низких температур. Другой метод (которым пользуются многие насекомые в Южном полушарии) заключается в замораживании жидкостей организма.

Впрочем, некоторые насекомые (скажем, веснянки и подёнки) активны зимой, но есть и такие общественные насекомые, которые выработали особенный путь, не определяемый в полном смысле понятием «диапауза». Так, пчёлы, когда температура в улье опускается ниже 18 ˚С, скучиваются в шар. Особи, находящиеся внутри, генерируют тепло за счёт сокращения крыловидных мышц на спине, а «внешние» пчёлы служат своего рода теплоизоляционным слоем для остальных.

Регуляция диапаузы связана с работой гормонов, однако её механизмы и закономерности ещё не изучены до конца... 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА