Zatiaľ čo niektoré zvieratá sa pred príchodom zimy sťahujú do teplejších oblastí, iné zostávajú doma a musia si poradiť s chladom, snehom a nedostatkom potravy. Práve pre ne je hibernácia jednou z najdokonalejších stratégií prežitia. Typickými zimnými spáčmi sú u nás napríklad plch, ježko či netopier.
Predstavme si les zahalený do bielej snehovej prikrývky. Teploty klesajú hlboko pod bod mrazu. Približne pol metra pod zemou, v malej vyhrabanej komôrke vystlanej suchou trávou a lístím, leží drobný živočích stočený do klbka. Dlhým huňatým chvostom si zakrýva ňufák a na prvý pohľad pôsobí úplne bez známok života. Až dôkladnejšie pozorovanie prezradí, že ide o plcha, ktorý stále žije. Nadýchne sa len raz za hodinu, srdce mu bije len občas a telo má studené na dotyk. Ide o hlboký stav hibernácie.
Pozrite si vzácne video hibernácie netopierov v zasnežených úkrytoch
Plch a tuk ako otázka života a smrti
Práve v tomto stave plch šetrí energiu, ktorú si nahromadil počas konca leta a jesene v podobe tuku. Vďaka bohatej strave pozostávajúcej z lesných a záhradných plodov dokáže pred zimou výrazne pribrať. Tento jav bol známy už v staroveku – starí Rimania plchy cielene chovali v špeciálnych nádobách, vykrmovali ich a považovali za vyhľadávanú pochúťku. Aj preto sa plch obyčajný v niektorých jazykoch označuje ako „tučný“ či dokonca „jedlý“ plch.
Dostatočná tuková zásoba je pre plcha absolútne kľúčová. Jeho zimný spánok trvá spravidla od októbra až do apríla a ak by si nestihol vytvoriť potrebné energetické rezervy, zimu by neprežil. V rokoch, keď je málo plodov bohatých na energiu, dokáže plch potlačiť dokonca aj rozmnožovanie. Samice sa v takom období nespária, pretože gravidita a starostlivosť o mláďatá by ich pripravili o vzácny tuk potrebný na prežitie zimy.
Prebúdzanie môže byť nebezpečné
Ani silná vrstva podkožného tuku však nezaručuje nerušený zimný spánok. Ak dôjde k výraznej obleve a teplota v podzemnom úkryte stúpne, plch sa môže prebudiť. Metabolizmus sa zrýchli, dýchanie, tep aj telesná teplota sa vrátia k normálnym hodnotám. To je však veľmi rizikové, pretože v bdelom stave zviera spotrebúva veľké množstvo energie a tukové zásoby sa rýchlo míňajú.
Plch je na takúto situáciu čiastočne pripravený – v hniezde má uloženú „železnú zásobu“ semien a orechov, ktorými sa snaží aspoň sčasti doplniť stratenú energiu. Ak však teplejšie obdobie trvá príliš dlho a následne sa vráti silný mráz, hrozí vyčerpanie a smrť. Krátke prebudenia však plch zažíva aj počas tuhej zimy. Objavujú sa len raz za niekoľko týždňov a slúžia akoby na údržbu organizmu – imunitný systém vtedy odstráni choroboplodné zárodky, ktoré sa mohli v tele nahromadiť počas hlbokej hibernácie.
Praví a „nepraví“ zimní spáči
Medzi našich typických zimných spáčov patria aj ježkovia. Práve na nich je dobre viditeľné, že hibernácia nemá s obyčajným spánkom takmer nič spoločné. Počas bežného spánku funguje telo podobne ako v bdelom stave – ježkovi bije srdce takmer 200-krát za minútu, dýcha 25- až 50-krát za minútu a jeho telesná teplota sa pohybuje okolo 35 °C.
V zimnom spánku je však všetko inak. Srdce sa spomalí približne na 20 úderov za minútu a telesná teplota klesne pod 10 °C. Ide o extrémne úsporný režim, ktorý šetrí energiu na maximum.
Optimálna teplota tela hibernujúceho ježka sa pohybuje medzi 4 až 5 °C. Ak by teplota klesla ešte nižšie, spustí sa „záchranný mechanizmus“, ktorý zabráni omrznutiu alebo zamrznutiu tela. Ježko sa dokáže rýchlo zahriať rozkladom špeciálneho hnedého tukového tkaniva. Zaujímavé je aj jeho dýchanie – počas hibernácie dokáže vydržať bez jediného nádychu až dve a pol hodiny, po ktorých nasleduje séria 20 až 50 rýchlych nádychov na doplnenie kyslíka.
Nie všetky zvieratá, ktoré v zime obmedzujú aktivitu, sú však pravými zimnými spáčmi. Typickým príkladom tzv. „falošného“ zimného spáča je jazvec. Aj ten sa na jeseň vykŕmi a v norách prespí dlhé obdobia, jeho telesná teplota však klesá len mierne a životné funkcie sa nespomaľujú tak výrazne ako u plcha či ježka.
Netopiere – zimní spáči z jaskýň
Ďalšími pravými zimnými spáčmi sú netopiere. Nájdeme ich nielen v jaskyniach, ale aj v opustených pivniciach, kostolných vežiach či starých banských štôlňach. Počas zimy visia dolu hlavou, zavesené za nohy, s blanitými krídlami pevne pritlačenými k telu. Aj u nich dochádza k výraznému spomaleniu tepu, dýchania a látkovej výmeny.
Príprava na zimný spánok ovplyvňuje u netopierov aj rozmnožovanie. Párenie prebieha ešte na jeseň, no samičky počas hibernácie fungujú v takom úspornom režime, že by sa zárodok nemohol vyvíjať. Preto samica oplodnenie „odloží“ až na jar. Spermie prežívajú v jej tele celú zimu a vajíčko dozrie a oplodní sa až po prebudení. Ide o fascinujúci biologický mechanizmus, vďaka ktorému netopiere dokážu zladiť rozmnožovanie s extrémnymi podmienkami zimy.
Aj pre netopiere je však časté prebúdzanie veľmi nebezpečné. Práve to je jednou z príčin masového hynutia netopierov v Severnej Amerike v dôsledku tzv. choroby bieleho nosa. Plesňové ochorenie spôsobuje svrbenie v oblasti ňufáka, netopiere sa preto počas zimy opakovane budia, aby sa plesne zbavili. To ich stojí obrovské množstvo energie. Vo veľkých jaskyniach, kde zimujú aj milióny jedincov, je neustály nepokoj a do jari hynú tisíce netopierov na úplné vyčerpanie. Populácie niektorých druhov, napríklad netopiera hnedého, klesli natoľko, že im hrozí vyhynutie.
Môže hibernácia pomôcť aj človeku?
Hibernácia fascinuje nielen biológov, ale aj lekárov a vedcov. Myšlienka „polospánku“ by mohla v budúcnosti pomôcť napríklad astronautom pri dlhých vesmírnych misiách alebo pacientom počas náročnej rekonvalescencie. V modernej medicíne sa už dnes využíva riadené podchladenie – tzv. terapeutická hypotermia. Používa sa najmä v prípadoch, keď je znížené prekrvenie tkanív, napríklad po úrazoch. Zníženie telesnej teploty dokáže spomaliť metabolizmus buniek a zabrániť ich nenávratnému poškodeniu.
Vedci objavili molekulu 5´AMP, ktorá sa prirodzene vyskytuje v tele hibernujúcich zvierat. Pri pokusoch na myšiach sa ukázalo, že výrazne spomaľuje bunkový metabolizmus. Srdcové tkanivo vďaka tomu znášalo aj extrémne podchladenie. Podľa nich by tento objav mohol mať významné uplatnenie najmä v kardiochirurgii.
