Nadchodzi zima! Robi się coraz chłodniej, liście drzew zmieniają kolory, temperatury spadają i wkrótce zacznie padać śnieg. Dni są krótsze, noce dłuższe, a zasoby żywności wyczerpują się. Wszystkie te zmiany pogodowe i środowiskowe powodują również modyfikacje w organizmach ssaków. W odpowiedzi na ochłodzenie uaktywniane są reakcje fizjologiczne, dzięki którym zwierzęta będą przygotowane na nadchodzący chłód.
Chodźmy spać!
Niektóre gatunki śpią zimą i ten bardzo głęboki sen nazywany jest hibernacją. Jest to fizjologiczny stan minimalnej aktywności – temperatura ciała zwierzęcia spada, a jego tętno i oddech zwalniają. Pozwala to zwierzęciu oszczędzać energię i przetrwać zimę. Ssaki (w tym ludzie) są organizmami stałocieplnymi, co oznacza, że same wytwarzają ciepło, aby utrzymać stałą temperaturę ciała, wyższą niż temperatura otoczenia. Utrzymanie stałej temperatury ciała jest możliwe dzięki bardzo energochłonne procesom metabolicznym, w tym reakcjom chemicznym generującym ATP (związek wysokoenergetyczny), skurczom mięśni oraz tarciu krwi przepływającej przez układ krążenia. Dlatego przed długą drzemką zwierzęta muszą się najeść i zgromadzić w ciele tkankę tłuszczową. Ssaki muszą stać się naprawdę grube, a zgromadzone zapasy tłuszczu zapewnią im energię przez całą zimę, gdy nie ma już dostępnego pożywienia.
Gatunki ssaków, które hibernują, to na przykład niedźwiedzie, skunksy, wiewiórki, świstaki, jeże, chomiki, susły i niektóre nietoperze. Są gatunki, takie jak niedźwiedzie czarne, których samice hibernują w czasie ciąży, a ich młode rodzą się, gdy matka śpi lub wkrótce po przebudzeniu. Przyszła mama przed hibernacją musi znacznie zwiększyć masę ciała, bo od tych zasobów zależy dobrostan jej potomstwa. W przypadku niedźwiedzi obserwuje się jedynie niewielki spadek temperatury ciała o 3-5 °C, w porównaniu z dużo większymi spadkami, często o 32 °C lub więcej, obserwowanymi u innych hibernujących zwierząt. Ponadto, hibernujące niedźwiedzie na długie miesiące przestają oddawać mocz, ponieważ są w stanie zneutralizować uboczne produkty metabolizmu oraz uniknąć atrofii mięśni. Jest to możliwe dzięki wystarczającemu nawodnieniu z zasobów tłuszczu.
Podczas snu zimowego tempo przemiany materii ssaków jest co najmniej 20 razy niższe niż normalnie, a temperatura ciała jest zwykle o 1 °C wyższa od temperatury otoczenia. W przypadku europejskich nietoperzy temperatura ciała może spaść do około 4-5 ° C, podczas gdy u większych ssaków (np. niedźwiedzi) temperatura nie spada tak drastycznie. Ponadto, układ odpornościowy zwierząt prawie nie funkcjonuje podczas „snu zimowego”, a patogeny zwalczane są tylko wtedy, gdy tempo metabolizmu wróci do normy. Od czasu do czasu, na przykład co kilka dni lub co miesiąc (w przypadku nietoperzy nawet co 80 dni) zwierzę musi się obudzić, aby oddać mocz, napić i sprawdzić, co się dzieje w jego otoczeniu. Niestety, bardzo łatwo jest zakłócić prawidłową hibernację! Ssaki wybudzają się w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne, na przykład gdy są dotykane lub gdy temperatura staje się zbyt niska lub zbyt wysoka i muszą wtedy szukać innego schronienia. Takie wybudzenie się jest bardzo niebezpieczne i energochłonne, gdyż zwierzę zużywa wtedy 75% energii planowanej na całą hibernację.
Zwierzęta, które są obowiązkowo hibernują, wchodzą w stan hibernacji w odpowiedzi na zmiany fizjologiczne, wywołane przez czynniki sezonowe, takie jak niższe temperatury i krótszy fotoperiod, podczas gdy zwierzęta hibernujące fakultatywnie wchodzą w stan hibernacji tylko wtedy, gdy wystąpią duże zmiany środowiskowe, takie jak brak pożywienia lub znaczne pogorszenie warunków pogodowych. Fakultatywną hibernację obserwowano na przykład u nieświszczuka czarnoogonowego.
Pozostańmy aktywni!
Są jednak zwierzęta, które zimą pozostają aktywne, mimo iż bardzo trudno jest wtedy znaleźć coś do jedzenia. Zwierzęta te muszą dostosować się do zimna i zmieniającej się pogody, co wymaga zmian w ich zachowaniu i fizjologii. Małe ssaki, aby się ogrzać, chowają się w norach w drzewach lub pod ziemią, a niektóre myszy budują nawet tunele w śniegu. Jelenie, wiewiórki i króliki pozostają aktywne i spędzają całą zimę na poszukiwaniu gałązek, kory, mchu lub liści do jedzenia. Wiewiórki i myszy zbierają jesienią dodatkowe pożywienie (np. orzechy lub żołędzie) i chowają je na później. Wiele gatunków zmienia dietę zimą. Aby się ogrzać, jesienią zwierzętom rośnie nowe, grubsze futro. U niektórych ssaków, na przykład u łasic i zajęcy amerykańskich, to nowe zimowe futro jest białe, co pozwala im stać się niewidocznymi na śniegu. Wiewiórki i myszy gromadzą się blisko siebie. W mrocznych, zimowych czasach zawsze jest bezpieczniej, cieplej i przyjemniej, gdy jest się częścią zespołu!
