Nem várt dolgok derültek ki a medvék téli álmáról

A tél komoly megpróbáltatást jelent minden állat számára. A téli táplálékhiányt sok állat - például pelék, sünök, denevérek - próbálja átvészelni úgy, hogy téli álmot alszik. A medvékről viszont a szakemberek zöme úgy véli, hogy nem alszanak igazi téli álmot, mert testhőmérsékletük ilyenkor sem csökken le annyira, mint a kisebb termetű emlősöké. A legújabb kutatásokból azonban kiderült, hogy anyagcseréjük sokkal alacsonyabb szintre esik vissza, mint azt a testhőmérséklet-csökkenésük indokolná.

Fekete medve (Ursus americanus)

Módszerek a hideg időszak túlélésére

Télen az állatok háromféle stratégiát követhetnek a túlélés érdekében. Az első, hogy aktívak maradnak. Ezt a stratégiát azok az állatok alkalmazhatják, amelyeknek jó a hőszigetelésük, testükben elegendő energiatartalékot halmoztak fel, és sikeresen versenyezhetnek a megmaradt élelemért. Ebbe a csoportba tartozik például a sarki róka vagy a császárpingvin.

A második stratégia, hogy más élőhelyre vándorolnak a barátságtalan hideg időszak alatt. Ezt olyan állatok alkalmazhatják, amelyek elég mozgékonyak ahhoz, hogy elhagyják a szélsőséges klímájú szélességi fokokat, amint csökkenni kezd a rendelkezésre álló táplálékmennyiség. Ez a túlélési módszer jellemző számos madárra és denevérre.

A harmadik stratégia, hogy a hideg, táplálékhiányos időszakban is ott maradnak az élőhelyükön, de jelentősen csökkentik testhőmérsékletüket, anyagcseréjüket, mozgásukat és más életfunkcióikat, azaz téli nyugalmi állapotba kerülnek. Ezt a stratégiát a legkülönfélébb  állatcsoportoknál - emlősöknél, madaraknál, más gerinceseknél és gerincteleneknél is - megfigyelhetjük különböző mértékben.

Téli álmot alvó nagy pele (Glis glis)

Mi a téli álom?

A testhőmérséklet csökkentését a túlélés érdekében adaptív hipotermiának nevezzük. Azt mondhatjuk, hogy ennek szinte annyi változata van, ahány állatfaj alkalmazza ezt a stratégiát. A legtöbb állat azonban besorolható a két testhőmérséklet-csökkenéssel járó állapot - a torpor és a hibernáció - valamelyik típusába.

A torpor meghatározása, hogy az egész állat hipotermiás (csökkent testhőmérsékletű) állapotba kerül, és ezt viselkedésbeli inaktivitás kíséri. A torport külső és belső jelzések együttese szabályozza. A torpor általában rövid időszakra (például éjszakára) bekövetkező állapot. A hibernáció vagy téli álom tulajdonképpen a torpor tartós és mély állapota, amelynek kezdetét és végét a belső jelek szabályozzák a szezonális külső jelzésekkel összhangban.

Az igazi téli álmot alvó állatok - például pelék, mókusok, mormoták - testhőmérséklete akár 4 Celsius-fokra (sőt halaknál fagypont alá) is lecsökkenhet. Ezzel együtt anyagcseréjük is az aktív állapot töredékszintjére csökken. Általában elmondható, hogy az első 10 Celsius-fokos testhőmérséklet-csökkenés nagyjából 50 százalékos anyagcsere-csökkenéssel jár.

Mi a helyzet a medvékkel?

A medvékről sok szakember úgy véli, nem alszanak valódi téli álmot, hanem csak úgynevezett szezonális letargiába esnek, mert testhőmérsékletük viszonylag csekély mértékben - 5-6 Celsius-fokkal - csökken a normális, körülbelül 37 Celsius-fokról. A fekete medvékről vagy baribálokról (Ursus americanus) a Science folyóiratban most közzétett tanulmány azonban más megvilágításba helyezheti ezt a felfogást. Kiderült, hogy a medvék anyagcseréje - a kis testhőmérséklet-csökkenés ellenére - 75 százalékkal csökken az aktív időszakhoz képest.

A mesterséges "barlangban" téli álmot alvó medvék

A fairbanksi Alaszkai Egyetem sarkvidéki élővilággal foglalkozó intézetének kutatói öt, korábban galibát okozó és ezért befogott fekete medve életfunkcióit tanulmányozták. Ez az első tanulmány, ahol természetes körülmények között folyamatosan mérték a téli álmot alvó állatok anyagcsererátáját és testhőmérsékletét. A mérést még azután is folytatták egy ideig, miután az állatok elhagyták pihenőhelyeiket. A technikai korlátok eddig nem tették lehetővé ilyen nagytermetű állatok folyamatos monitorozását.

A kutatások vezetője, Oivind Toien és munkatársai rádióadót ültettek minden medvébe. A készülékek továbbították a kutatókhoz az állatok testhőmérsékletét, szívverését és izomaktivitását. A medvéket a természeteshez hasonlóan kialakított "barlangokban" tartották. Az állatokat nem háborgatták, csak infravörös kamerákkal figyelték őket.

A medvék anyagcseréjét úgy mérték, hogy folyamatosan ellenőrizték a barlangba belépő és kilépő levegő oxigén- és szén-dioxid-koncentrációját. A medvékben lévő jeladók azt közvetítették, hogy az állatok testhőmérséklete nem állandó, hanem lassú, több napig tartó ciklusokban változik a tél folyamán.

A test maghőmérsékletének ilyen nagy, többnapos ingadozását még sosem figyelték meg korábban egyetlen más emlősnél sem. Mivel ezt a részletet korábban a medvéknél sem vették észre, ez lehet az egyik oka, hogy eddig túlbecsülték a medvék anyagcsererátáját.

Oivind Toien a medvéket figyelő állomáshelyen

A hibernáló medvék percenként csak egy-kétszer vesznek lélegzetet, és szívverésük is lelassul, néha 20 másodperc is eltelik két ütés között. Anyagcseréjük 75 százalékkal csökken a normálishoz képest. Ami még furcsább, hogy az anyagcsererátájuk még az ébredés után sem áll helyre rögtön, ahogy azt más állatoknál megfigyelték.

A kutatók elmondták, meglepte őket, hogy az anyagcsereráta még mindig csak a fele volt a normális nyári szintnek, amikor a testhőmérséklet már elérte a majdnem normális 37 Celsius-fokot. Mintegy két-három hétig tartott, mire az anyagcsere visszatért a nyáron mérhető szintre.

Az egyik szerző, Brian Barnes elmondta: az ember méretű hibernátorok - amilyenek a fekete medvék - fiziológiájának tanulmányozása orvosi szempontból is hasznos lehet. Az anyagcseregátlás mechanizmusainak alkalmazása vészhelyzetben lévő embereknél életmentő lehet. Az agyi érkatasztrófa, szívinfarktus vagy súlyos sérülés áldozatai anyagcsere-szükségleteinek gyors csökkentése stabilizált, védett állapotba helyezné őket, és így több idő jutna arra, hogy szakszerű orvosi ellátást kapjanak.