Щозими чорний ведмідь, або чорний ведмідь, занурюється в сплячку на п'ять-сім місяців, щоб навесні у відмінній фізичній формі повернутися до активного життя. Вчені досліджували, які процеси відбуваються в організмі ведмедя під час глибокого сну (сплячки), і вважають, що отримані дані можуть бути використані в медицині і при розробці способів введення в анабіоз людей в тривалих космічних подорожах. Дослідження фінансує Пентагон.

Фото: AP

Загальновідомо, що в сплячку впадають не тільки ведмеді, а й інші ссавці, наприклад, ховрахи. Однак тільки ведмеді під час глибокого сну здатні підтримувати досить високу температуру тіла. Тому з практичної точки зору сплячка ведмедів набагато цікавіша і добре вивчена.

Загальна картина така. Перед настанням холодного сезону ведмеді забираються в притулок: печеру, барліг, де температура ніколи не опускається нижче нуля, навіть якщо зовні стоять сильні морози. Під час глибокого сну у них різко знижується температура тіла, приблизно до 18, рідко до 12 градусів Цельсія, при цьому метаболізм знижується наполовину на кожні десять градусів зниження температури. Однак у чорного ведмедя барибал (Ursus americanus) сплячка протікає з особливостями, заявили вчені з Інституту арктичної біології Університету Аляски.

Читайте також: Павуки маніяки, злодії і пацифісти

"Метаболізм у чорного ведмедя сповільнюється на 75 відсотків, однак при цьому температура тіла знижується в середньому всього лише на п'ять-шість градусів", - сказав журналу Science Ойвінд Тойен. Команда біологів вивчала п'ять чорних ведмедів, які були спіймані в різних місцях на Алясці поблизу населених пунктів. Цей абсолютно всеїдний звір часто влаштовує ревізії сміттєвих баків і грабіжницькі набіги на стоянки туристів. Відловлених тварин помістили в штучні барлогу з солом'яною підстилкою, де вони проспали п'ять місяців.

За цей час за допомогою імплантованих в тіло тварин радіодатчиків вимірювалися температура тіла, частота серцевих скорочень і м'язова активність. У лігвищах були встановлені також інфрачервоні камери і прилади вимірювання рівня кисню і вуглекислого газу. "Ми знали, що ведмеді знижують температуру свого тіла під час сплячки, але виявили, що барібали регулюють свою температуру циклічно і ці періоди становлять зазвичай від 1,6 до 7,3 дня", - сказав Тойен.

Він пояснив, що на початку циклу середня температура тіла знижується з 36-37 до 30 градусів Цельсія. При досягненні нижчої температурної точки ведмеді починають мерзнути, що помітно навіть візуально. Їх м'язи тремтять, і температура піднімається до 36 градусів. Після цього тремтіння зупиняється, датчики фіксують повільне падіння температури, так починається новий цикл. Ці температурні коливання супроводжуються порушенням ритму серцебиття і дихання. З 55 ударів в хвилину під час неспання і періоду "реанімації" ритм серцебиття падав до 9-14 ударів в період заціпеніння. Крім цього глобального коливання спостерігалося і місцеве. Пульс частішає при вдиху і падав при видиху. Це явище в медицині називається синусовою аритмією.

За місяці сплячки піддослідні ведмеді не мочилися і не испражнялись. Один або два рази на день вони ворушилися, змінюючи позу. Після виходу з глибокого сну обмін речовин в організмі відновився не відразу, пройшло близько трьох тижнів, перш ніж метаболічні процеси прийшли в норму. Однак у ведмедів була зареєстрована втрата м'язової маси, кісткової тканини, і вони швидко знайшли прекрасні фізичні кондиції.

Американські дослідники стверджують, що особливості метаболізму барібалу можуть бути використані в медицині. Проект частково фінансує Пентагон, тому він має виражену практичне значення. "Якби ми могли виявити молекулярну і генетичну базу цієї захисту, з'явилася б можливість розвивати нові методи лікування для запобігання остеопорозу, атрофії м'язів і навіть занурення людей з важкими травмами в анабіоз до надання їм медичної допомоги", - сказав керівник проекту Брайан Барнс.

Що стосується молекулярних процесів, що призводять до зниження метаболізму, то вони не зовсім ясні. Так, в коментарі до дослідження німецький вчений Герхард Хелдмайер з Філіпс-Університету Марбурга пише, що "зниження обміну речовин викликано зменшенням вмісту аденозин-3-трифосфату (або АТФ), молекулярного з'єднання, яке бере участь в передачі енергії в клітинах. Але механізми цієї передачі поки невідомі ".

Група з Університету Аляски також не виключає застосування властивостей глибокого сну чорних ведмедів в космонавтиці. Ідея про введення космонавтів в стан анабіозу або меншого метаболізму не нова, але фізіологічно даний процес у цього виду ведмедів більше підійшов би людині, оскільки не призводить до позамежного зниження температури тіла. Дослідження опубліковане в журналі Science 18 лютого.

Найцікавіше, що незважаючи на всю важливість і оригінальність даного дослідження біологи з Аляскинского університету, що називається, "відкрили Америку". Справа в тому, що подібні дослідження вже проводилися в нашій країні в 70-х роках минулого століття. Чудовий зоолог і натураліст Валентин Сергійович Пажетнов, який працював в Центральнолесной заповіднику (Тверська область), вивчив весь процес залягання і виходу бурого ведмедя (Ursus arctos) зі сплячки до найдрібніших подробиць. Так що, якщо б американські зоологи знали російську мову, то, можливо, не винаходили б велосипед вдруге.

Цікаво, що дані дослідження Пажетнов провів абсолютно випадково. Його попросили зайнятися "вихованням" двох ведмежат-сиріт, яких кинула їх мати. Під час дослідження він повинен був детально вивчити поведінку хижаків в природному середовищі. Тому коли взимку ведмежата залягли в сплячку (до речі, самостійно зробивши собі барліг, їх цьому ніхто не вчив), зоолог продовжив свої спостереження. Саме він вперше документально зафіксував всі процеси, які супроводжують вхід в саму сплячку і вихід з неї.

Завдяки роботі Пажетнова підтвердилася гіпотеза про те, що сон у бурих ведмедів не є глибоким. цей звір може періодично прокидатися і виходити назовні. У разі небезпеки ведмідь легко змінює місце своєї сплячки (зазвичай він робить восени кілька барлогів). Тому поширена марновірство, яке говорить про те, що розбуджений ведмідь не зможе заснути знову і зробиться шатуном, не має під собою ніякої реальної основи.

Читайте також: Безсмертні ведмеді-мутанти живуть серед нас

Валентину Сергійовичу вдалося встановити, що за час сплячки ведмідь ніколи не витрачає повністю свій жировий запас. Цікаво, що залишки "зимового харчування" допомагають цьому хижакові прожити два-три тижні після виходу зі сплячки, при цьому не харчуючись особливо активно ( "приймаки" Пажетнова весь цей час їли лише ялинову хвою і відмовлялися від усіх ласощів). Зоологові вдалося навіть розкрити секрет такого дивного весняної дієти - виявляється, за час сплячки у шлунку звіра падає рівень кислотності і діяльність багатьох травних ферментів виявляється заблокованою (тому-то ведмідь взимку не те що не хоче, а просто фізично не може їсти). Хвоя ж - чудове джерело кислоти. Поївши її, клишоногий активізує свою травлення.

Крім того, Пажетнов рішуче спростував твердження про те, що нібито медвель під час сплячки постійно смокче свою лапу. Нічого подібного не відбувається, хоча періодично хижак облизує поверхні своїх кінцівок, оскільки шкіра на них підсихає і ведмідь відчуває сильний свербіж. Мабуть, саме це і робить його зимовий сон неглибоким і переривчастим.

Всі свої дослідження Валентин Сергійович проводив без будь-якої фінансової підтримки з боку Пентагону або Міністерства оборони СРСР. Однак йому вдалося вивчити процеси, що відбуваються в ведмежому організмі під час сплячки, більш детально, ніж це змогли зробити американські зоологи. Проте, на жаль, в науковому світі результати його роботи до сих пір не особливо відомі ...

Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка"