Зимой, когда на улице холодно и морозно, все, что нам хочется, это закутаться в одеяла и остаться в постели. Также помогает чашка горячего шоколада! В такие времена можно позавидовать таким животным, как медведи, которые дремлют в самое холодное время года и просыпаются свежими весной. Они остаются в уюте своих теплых берлог все холодное время года, но это заставляет задуматься… как они обходятся без еды так долго?
Потребность в спячке
Спящий режим — это энергосберегающая адаптация для защиты от неблагоприятных условий. В периоды суровой погоды и нехватки пищи некоторые животные впадают в спячку, чтобы сохранить энергию и выжить. Гибернация включает в себя значительное замедление обмена веществ, в том числе снижение частоты сердечных сокращений и дыхания, а также снижение температуры тела. Снижение их метаболизма позволяет этим животным экономить энергию в течение долгих холодных месяцев.
Эктотермы – это животные, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды. Это означает, что они зависят от внешней среды, чтобы регулировать температуру своего тела. Обычно у них температура тела меняется в зависимости от температуры окружающей среды.
Эктотермы в некоторой степени регулируют температуру своего тела, но не путем выделения тепла. Они зависят от таких вещей, как солнечный свет или поверхность нагретых камней, чтобы нагреться. И наоборот, они ищут тень, чтобы остыть. Их внутренние физиологические источники тепла ограничены, поэтому их регулирование зависит от окружающей среды. Они также известны как «хладнокровные» животные и включают рыб, земноводных и рептилий.
Напротив, эндотермы могут регулировать температуру своего тела, вырабатывая внутреннее тепло. Они способны поддерживать свою физиологическую температуру тела в стабильном диапазоне вне зависимости от изменений внешней среды. Эндотермы регулируют свое метаболическое производство тепла и теплоизоляцию, чтобы согреться, тогда как в жаркую погоду они потеют, чтобы охладиться.
Таким образом, эндотермы способны поддерживать постоянную температуру по сравнению с изменяющимся окружением. Они называются «теплокровными» животными и включают млекопитающих и птиц. Эндотермам требуется достаточно «топлива» в виде пищи, чтобы противостоять воздействию холода. Это может быть проблемой зимой, когда погода морозная, а еды не хватает. Таким образом, многие животные впадают в спячку, чтобы сохранить энергию и выжить в этих суровых зимних условиях.
Метаболизм – это процесс, посредством которого наш организм превращает пищу, которую мы едим, в энергию. Когда мы голодаем, тело расщепляет накопленные запасы жира, чтобы обеспечить нас необходимой энергией. Следовательно, большинство животных обычно набирают вес и пытаются набрать как можно больше жира, прежде чем впасть в спячку.
Большая часть жира в нашем организме состоит из белой жировой ткани или «белого жира». Эти ткани называются так потому, что в них хранятся большие капли полупрозрачного жира, из-за чего они кажутся белыми.
Бурая жировая ткань (БЖТ) или бурые жировые клетки представляют собой особый тип жировых клеток, уникальный для млекопитающих, которые становятся активными на холоде. Они кажутся коричневыми из-за большого количества плотно упакованных митохондрий внутри них.
Как мы все знаем, митохондрии являются электростанцией клеток. Они генерируют энергию в виде АТФ (аденозинтрифосфата), энергетической валюты организма. Поскольку бурая жировая ткань содержит гораздо большее количество митохондрий, чем средняя белая жировая клетка, они имеют более высокую скорость метаболизма. Это делает их более эффективными в «термогенезе», то есть в производстве тепла. На самом деле бурый жир присутствует и у новорожденных детей, чтобы они не замерзли сразу после рождения!
Таким образом, НЖТ помогает поддерживать температуру организмов в достаточной степени, чтобы им не нужно было потреблять пищу для удовлетворения своих текущих метаболических потребностей.
Другими словами…
Спящий режим — это энергосберегающая адаптация к суровым погодным условиям. Эта стратегия принята эндотермами, поскольку они должны регулировать температуру своего тела.
В период гибернации метаболизм животного очень низок, что позволяет ему сохранять энергию и выживать. Их сердцебиение и частота дыхания замедляются, а температура тела падает. Такие животные обычно набирают вес перед зимней спячкой, чтобы накопить запасы жира в своем теле.
В такие холода активизируется бурая жировая ткань. Эти клетки содержат многочисленные митохондрии, которые сжигают накопленный жир для выработки тепла и энергии. Это помогает животным вырабатывать достаточно тепла, чтобы преодолеть нехватку пищи, не замерзая насмерть.
