Podczas snu zimowego żyjący w północnoamerykańskiej tundrze suseł północny wyłącza swój biologiczny zegar i obniża temperaturę ciała poniżej zera. W czasie arktycznej zimy nie da się odróżnić dnia od nocy i dlatego nie warto się budzić:) Jest zimno, słońca nie ma. Niektóre arktyczne gatunki – na przykład pardwy czy renifery – są nawet w ogóle pozbawione rytmów dobowych.
W tych warunkach każdej jesieni suseł chowa się w swojej przypominającej labirynt norze, aby zahibernować się na 8 miesięcy. Wyłącza swój zegar biologiczny, jego ciało ochładza się do temperatury minus 3-4 stopni Celsjusza – to najniższa temperatura, jaką odnotowano u żywego ssaka. Jednak gdy się budzi, znów włącza zegar biologiczny.
Niezwykłe przystosowanie susłów do przetrwania temperatur spadających do minus 30 st. C odkrył niemal 25 lat temu Brian Barnes z University of Alaska w Fairbanks. Wszczepiał do jamy brzusznej trzymanych w niewoli susłów czujnik temperatury i miniaturowy nadajnik radiowy. Dzięki temu mógł zmierzyć wewnętrzną temperaturę ciała zwierzęcia zimującego w norze – z około 36 st. C spadła do minus 3 st. C.
Aby zabezpieczyć swoją krew przed zamarznięciem, susły oczyszczają ją z wszelkich cząsteczek, wokół których mogłyby się uformować kryształki wody. Dzięki temu krew pozostaje płynna w temperaturze poniżej zera (zjawisko zwane przechłodzeniem).
Wciąż nie wiadomo, w jaki dokładnie sposób susłom udaje się uniknąć zamarznięcia krwi, ponieważ nie mają zapobiegających zamarzaniu białek, które pozwalają przeżyć niskie temperatury rybom. W każdym razie niezwykle powolny metabolizm może pozwalać im lepiej wykorzystać zasoby tłuszczu.
Aby określić ograniczenia zimnego snu susłów, Melanie Richter z laboratorium Barnesa powoli obniżała temperaturę w tunelu aerodynamicznym, w którym umieszczono zahibernowanego susła. Pozostawał uśpiony, a jego temperatura ciała utrzymywała się w okolicach 4 st. Celsjusza – aż do momentu, gdy temperatura otoczenia spadła do minus 26 st. C. Zaczął wówczas drżeć i obudził się, a jego temperatura ciała wzrosła. Jak się wydaje, minus 26 st. C to najniższa temperatura, jaką susły mogą przeżyć w stanie snu zimowego.
Naukowcy zbadali też występowanie rytmów dobowych u susłów, zaopatrując je w reagujące na światło obroże. Pozwoliły one rejestrować, kiedy susły przebywały w norach, a kiedy na powierzchni.
Jak się okazało, samce budzą się mniej więcej trzy tygodnie przed samicami. W tym czasie pożywiają się zachomikowanymi wcześniej zapasami, a temperatura ich ciał pozostaje stała, co wskazuje na wyłączenie rytmu dobowego. Jednak gdy wiosną suseł wyjdzie na powierzchnię, temperatura ciała zaczyna rosnąć w dzień i opadać na noc.
Choć arktyczne lato to trwający wiele miesięcy dzień, susły tworzą własny sztuczny rytm wschodów i zachodów słońca, wychodząc z norki i chowając się w niej. Nie wiadomo, czym się kierują aby odróżnić noc od dnia – Barnes przypuszcza, że może chodzić o wysokość słońca na niebie albo barwę światła. Obecnie jego zespół stara się znaleźć w mózgach susłów geny odpowiedzialne za włączanie się i wyłączanie rytmu dobowego.
poleca:
Studentnews.pl