תרדמת חורף
תרדמת חורף הוא תהליך פיזיולוגי המתאר את הדרך בה בעלי חיים רבים מסגלים לעצמם מצב של חוסר פעילות והאטה משמעותית של המטבוליזם, על מנת לשרוד תקופות של תנאי סביבה קשים ומחסור במזון זמין וחיוני. שינה היא תהליך של שינויים הטרוטרמיים עונתיים המאופיינים בטמפרטורת גוף נמוכה, נשימה וקצב לב איטיים וקצב מטבוליזם נמוך, לרוב בחודשי החורף. תרדמת החורף אינה מוגבלת רק לחיות בר כגון דובים, סנאים, צבים, נחשים, עטלפים, אלא משותפת גם לבעלי חיים קטנים אשר גרים בסמיכות לבני אדם, כגון אוגרים, הנכנסים לתרדמת חורף של ימים ספורים בלבד[1].
.JPG)
מטרת התרדמה היא חיסכון באנרגיה כאשר חסר מזון זמין. על מנת לחסוך באנרגיה, בעל חיים אנדותרמי מפחית את קצב חילוף החומרים ובכך את טמפרטורת הגוף שלו.[2] תרדמה עשויה להימשך ימים, שבועות או חודשים, תלוי במין, טמפרטורת הסביבה, עונות השנה ומצב הגוף של האורגניזם. לפני הכניסה לתרדמה. על מנת לשרוד, בעלי חיים חייבים לאגור כמות של מקורות אנרגיה מספקת, כדי להחזיק מעמד לאורך תקופת התרדמה, אפילו חורף שלם. מינים גדולים יותר הופכים להיפרפאגים, על ידי אכילת כמות גדולה של מזון המאפשרת אגירת אנרגיה בצורה של מצבורי שומן. במינים קטנים, כגון סנאים, הטמנת מזון עתיר אנרגיה הקרוי food caching[3] שבו ישתמש הסנאי מיד עם התעוררותו מהתרדמה, תהליך המחליף אכילת יתר והפיכת המזון לשומן[4].
התפתחות אבולוציונית עריכה
במחקר שפורסם בשנת 2020, חוקרים שבחנו ממצאי חטים של מאובני הליסטרוזאורוס מאזור אנטארקטיקה של לפני כ-250 מיליון שנים, מצאו בהתפתחות החטים טבעות גדילה עבות וצפופות, אשר מצויות בימינו בשיניים של יצורים שמקיימים תרדמת חורף, בה קצב הגדילה של הגוף מואט. זוהי הראייה הקדומה ביותר לקיומה של תרדמת חורף[5].
מאפיינים עריכה
כאשר החיה נמצאת בתרדמת חורף, היא אינה פעילה פיזית, ואינה אוכלת או שותה; גופה מתקיים מהשומן שצברה בעונות הפעילות. קיימים הבדלים בתקופת התרדמה אצל בעלי חיים שונים. יש כאלה המסתפקים בתרדמה של ימים אחדים ויש המאריכים את הזמן עד לחצי שנה. הדבר תלוי בתנאי האקלים באזור מחייתם, בגודל גופם של בעלי החיים (בעלי מסת גוף גדולה יכולים לקיים תקופה ארוכה יותר של תרדמה) ועוד.
מבחינה ביולוגית, תרדמת החורף אינה נחשבת לשינה רגילה (שבה פעילותו הפיזיולוגית של הגוף כמעט שאינה משתנה). במסגרת תרדמת החורף טמפרטורת הגוף יורדת מאוד, עד שהיא משתווה כמעט לטמפרטורה הנמוכה של הסביבה, וחלה האטה משמעותית בכל התהליכים הפיזיולוגיים. קצב פעימות הלב וקצב הנשימה יורדים בצורה משמעותית, וכך גם המטבוליזם בגוף, שקצבו יורד לכחמישית ממהירותו בתנאי הקיום הרגילים[6]. בעלי החיים הגדולים המתכוננים לתרדמת אוכלים אכילת יתר והופכים את עודפי המזון לשומן המשמש כמאגר של אנרגיה לתקופת זו המכונה היפרפאגיה (Hyperphagia (ecology)). לפעמים, בעלי החיים הגדולים, כגון דובים מנצלים את התרדמת לתקופת הההריון. אגירת השומן מאפשרת התפתחות הוולדות באורח תקין, בתקופה זו עשוי בעל החיים לאבד 17-25% ממשקל גופו [7]. בעלי חיים קטנים לעומת זאת מטמינים מזון כהכנה לתרדמת החורף. [8]
סוגי תרדמת עריכה
קיימים סוגים שונים של תרדמת
תרדמת חובה עריכה
זוהי תרדמת המתרחשת באופן ספונטני סדיר בתקופה קבועה של השנה, ללא קשר לרמת הטמפרטורות, זמינות המזון, והיא מתרחשת במינים רבים של סנאים קרקעיים, מכרסמים אחרים, למור עכברים, קיפודים אירופאים ואוכלי חרקים אחרים, מונוטרמים וחיות כיס. מינים אלו עוברים את "תרדמת החורף": מצב פיזיולוגי שבו טמפרטורת הגוף יורדת לטמפרטורת הסביבה קרובה, וקצב הלב והנשימה מואטים באופן דרסטי. עונת החורף מאופיינת בתקופות של עצבנות המופסקות על ידי עוררות תקופתית, שבמהלה טמפרטורות הגוף וקצב הלב משוחזרים לרמות הנורמליות של בעל החיים . הסיבה והמטרה של עוררות אלה עדיין לא ברורה. קיימות מספר השערות לקיום מצבי העוררות תוך כדי התרדמת. אחת ההשערות המועדפות היא שבני חורף בונים " חוב שינה " במהלך תרדמת החורף, ולכן עליהם להתעורר והתחמם מדי פעם ולעבור לשינה. דעה זו מסתמכת על המחקר שנעשה על סנאי הקרקע הארקטי. [9] תיאוריות אחרות מנחות שתקופות קצרות של טמפרטורת גוף גבוהה במהלך תרדמת החורף מאפשרות לבעל החיים לשחזר את מקורות האנרגיה הזמינים שלו [10] או ליזום תגובה חיסונית.[11]
תרדמת פקולטטיבית עריכה
זוהי תרדמת המתרחשת רק כאשר ניכר מחסור במקורות מזון או ירידת טמפרטורות או שני הגורמים גם יחד.
דוגמה טובה להבדלים בין שני סוגי תרדמה אלה ניתן לראות בכלבי ערבה. כלב הערבה לבן-הזנב מפתח תרדמת חובה, לעומת זאת, כלב הערבה השחור-זנב קרוב יותר למצב של שינה פקולטטיבי. [12]
מטרות עריכה
מבחינת בעל החיים, שהייה של חודשים או אפילו שנים במצב של תרדמת יכולה להאריך את משך החיים. זו יכולה להיות תרדמת קיץ, למשל בטריטון הפסים, תרדמה אנאירובית במצב של אנוקסיה (דגי זהב, צבים) או תרדמת חורף כמו בדובים ובחלק נרחב מאוכלוסיית העטלפים.
תרדמת חורף ביונקים מהווה אסטרטגיה מוצלחת להתגבר על תנאי העונה הקשה. במהלך תרדמת החורף יורד קצב חילוף החומרים שלהם מתחת ל־5% מהקצב הנורמלי, טמפרטורת הגוף יורדת ל־0–5 מעלות צלזיוס והתפקודים הפיזיולוגיים מדוכאים בצורה חריפה. לפני המעבר למצב התרדמת צורכים רוב בעלי החיים כמות גדולה של מזון על מנת לצבור שומן וחומרי תשמורת שיסייעו להם לשרוד את תקופת המחסור במזון.
ראו גם עריכה
קישורים חיצוניים עריכה
- איזק שני, מי ישן בחורף?, באתר המרכז הארצי למורי ביולוגיה
- אמי נורדרום, עצות לבריאוּת טובה מדובי גריזלי, במדור סיינטיפיק אמריקן של מכון דוידסון, 2 בפברואר 2015
- תרדמת חורף, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
הערות שוליים עריכה
- ^ Fritz Geiser, Metabolic Rate and Body Temperature Reduction During Hibernation and Daily Torpor, Annual Review of Physiology 66, 2004-03-01, עמ' 239–274 doi: 10.1146/annurev.physiol.66.032102.115105
- ^ Geiser, Fritz (2004). "Metabolic Rate and Body Temperature Reduction During Hibernation and Daily Torpor". Annual Review of Physiology. 66: 239–274. doi:10.1146/annurev.physiol.66.032102.115105. PMID 14977403.
- ^ D. C. Thompson, P. S. Thompson, Food habits and caching behavior of urban grey squirrels, Canadian Journal of Zoology 58, 1980-05-01, עמ' 701–710 doi: 10.1139/z80-101
- ^ Humphries, M. M.; Thomas, D.W.; Kramer, D.L. (2003). "The role of energy availability in mammalian hibernation: A cost-benefit approach". Physiological and Biochemical Zoology. 76 (2): 165–179. doi:10.1086/367950. PMID 12794670.
- ^ ד"ר יונת אשחר, ישנים בחורף, כבר 250 מיליון שנה, במדור "חדשות מדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 7 בספטמבר 2020
- ^ https://www.nationalgeographic.com.au/animals/animals-dont-actually-sleep-for-the-winter-and-other-surprises-about-hibernation.aspx
- ^ Péter K. Molnár, Andrew E. Derocher, Tin Klanjscek, Mark A. Lewis, Predicting climate change impacts on polar bear litter size, Nature Communications 2, 2011-02-08 doi: 10.1038/ncomms1183
- ^ Murray M. Humphries, Donald W. Thomas, Donald L. Kramer, The Role of Energy Availability in Mammalian Hibernation: A Cost‐Benefit Approach, Physiological and Biochemical Zoology 76, 2003-03, עמ' 165–179 doi: 10.1086/367950
- ^ Dan S, Barnes BM, Strijkstra AM (1991). "Warming up for sleep? Ground squirrels sleep during arousals from hibernation". Neuroscience Letters. 128 (2): 265–268. doi:10.1016/0304-3940(91)90276-Y. PMID 1945046. אורכב מ-המקור ב-2020-09-28. נבדק ב-2019-12-05.
- ^ Galster, W.; Morrison, P. R. (1975). "Gluconeogenesis in arctic ground squirrels between periods of hibernation". American Journal of Physiology. Legacy Content. 228 (1): 325–330. doi:10.1152/ajplegacy.1975.228.1.325. PMID 1147024.
- ^ Prendergast, B.J.; Freeman, D.A.; Zucker, I.; Nelson, R.J. (2002). "Periodic arousal from hibernation is necessary for initiation of immune responses in ground squirrels". American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 282 (4): R1054–R1062. doi:10.1152/ajpregu.00562.2001. PMID 11893609.
- ^ Harlow, H.J.; Frank, C.L. (2001). "The role of dietary fatty acids in the evolution of spontaneous and facultative hibernation patterns in prairie dogs". J. Comp. Physiol. B. 171 (1): 77–84. doi:10.1007/s003600000148. PMID 11263729.