Ученые давно пытаются понять механизмы сезонного сна
Наступление холодов и сокращение светового дня для многих животных служат сигналом отхода ко сну. По сути, временное забытье помогает им пережить бескормицу. Однако, несмотря на многочисленные исследования, механизм зимней спячки так до конца и не расшифрован. Возможно, если это удастся сделать, на боковую можно будет отправлять и человека. Ведь многие по примеру животных мечтают зимой впасть в спячку и забыться до теплых деньков.
Понять механизмы сезонного сна животных ученые пытаются очень давно. В США даже предпринимались неоднократные попытки усыпления собак и свиней, которые обычно не впадают в анабиоз. По своему физиологическому статусу эти животные очень близки к человеку, поэтому данные исследования вызвали большой интерес. Высказывались мнения, что подобные методики после их усовершенствования могли бы использоваться в экстренных ситуациях, например в отделениях реанимации. Однако вопросов все равно оставалось множество. Например, было неясно, каким образом медведи за время трех- или пятимесячного сна расходуют ежедневно до 4 тысяч ккал, не получая пищи и воды и не удаляя отходов из организма. С помощью специальной аппаратуры ученые установили, что процессы обмена веществ у медведей, находящихся в состоянии спячки, схожи с метаболическими процессами, протекающими в человеческом организме при полном голодании. Однако медведь расходует энергию более рационально. Так, голодающий человек тратит для поддержания жизни как жировую, так и мышечную ткань и после длительного воздержания от пищи не только худеет, но и теряет силы. Медведи, наоборот, просыпаясь весной, обладают той же сильной мускулатурой, какую имели осенью. Раскрытие тайны сна медведей уже давно заинтересовало специалистов космической медицины, рассматривающих возможность сверхдальних космических полетов. По мнению ученых, искусственное замедление метаболических процессов даст возможность сэкономить запасы продуктов питания, которые нельзя взять в космический корабль в необходимых количествах.
Замечено, что животные по-разному приспосабливаются к низким температурам. Так, бурундуки и хомяки помимо жира с лета начинают запасать еще и съестные припасы, потому что они периодически просыпаются и любят что-нибудь погрызть во время бодрствования. У некоторых спящих зимой млекопитающих подкожный жир достигает 25-40% общей массы тела. Все виды сусликов еще в начале осени толстеют, увеличивая массу тела в три раза. Например, у сурка вес подкожного и внутреннего жира в июне составляет 10-15 граммов, в июле — 250-300, а в конце августа — уже 750-800 граммов. Барсуки умуд-ряются накапливать до нескольких килограммов жира.
Насекомые — другая история: у них и сон другой, и механизм подготовки к спячке в корне отличается. Перед зимовкой они накапливают в тканях свободный глицерин, который не допускает промерзания. Такая подготовка необходима для сильного замедления обменных процессов, но главное — для обезвоживания организма. При замерзании воды образовавшиеся кристаллы льда разрушили бы ткани, что привело бы к смерти.
Своеобразным путем приспосабливаются к низким температурам воды представители обширного класса рыб. Температура тела у большинства из них обычно соответствует температуре воды или слегка ее превышает (на 0,5-1 °С). При внезапном резком понижении температуры воды рыбы впадают в шоковое состояние. После краткой фазы возбуждения они перестают дышать, плавать и выглядят как мертвые. Однако, когда вода потеплеет, быстро оживают.
Необычно реагируют на экстремальные условия и некоторые земноводные. Например, тритон и многие виды лягушек, впав в оцепенение, могут находиться в таком состоянии два-три года. Сибирский углозуб (или четырехлапый тритон), обитающий в нашей стране на Камчатке, Сахалине и по всей Сибири, — еще дольше. Во время исследовательских работ экспедиции в Чукотском национальном округе экскаватор извлек из 11-метровой глубины кусок вечного льда, в который вмерзло тело оцепеневшего сибирского углозуба. После того как лед растопили и воду подогрели, животное ожило. Он поедал мух и пауков, не брезговал мелкими аквариумными рыбками, которые ему предложили геологи. И это при том, что возраст тритона из вечной мерзлоты был примерно 75-105 лет, его определили с помощью радиоуглеродного метода, используемого для определения возраста геологических объектов.