السبات الشتوي للحيوانات

مرحبًا يا أصدقاء ليكرز! عندما نُخفّض تدفئة المنزل إلى أدنى مستوى ممكن خلال الشتاء، ونغلق معظم الغرف، نتمكن من الحفاظ على الأنظمة الأساسية قيد التشغيل دون استهلاك كميات كبيرة من الوقود بلا داعٍ طوال الأشهر الباردة.

وتطبق أجسام الحيوانات التي تدخل في السبات الشتوي استراتيجية مشابهة، إذ تخفض نشاط معظم وظائفها إلى الحد الأدنى، مع الإبقاء على ما يلزم فقط لاستمرار الحياة.

ما الذي يتباطأ داخل الجسم فعلًا؟

تنخفض درجة حرارة الجسم بشدة أثناء السبات الشتوي، ويتراجع معدل ضربات القلب بصورة كبيرة، كما يصبح التنفس أبطأ وأقل تكرارًا. وقد يكون حجم هذا التغير مذهلًا؛ إذ يمكن أن ينخفض معدل ضربات قلب حيوان المرموط من نحو 200 نبضة في الدقيقة أثناء نشاطه إلى بضع نبضات فقط في الدقيقة خلال السبات العميق. كما يتباطأ إنتاج الفضلات أو يكاد يتوقف تمامًا، نتيجة الانخفاض الكبير في نشاط أجهزة الجسم خلال هذه الحالة.

وينخفض معدل الأيض، أي العمليات التي يحول الجسم من خلالها الغذاء إلى طاقة، إلى جزء صغير من مستواه الطبيعي، وقد يصل أحيانًا إلى نحو 1% فقط مما يستهلكه الحيوان النشط خلال يوم واحد. ويتحقق ذلك جزئيًا من خلال التحول من الاعتماد على الجلوكوز إلى استخدام مخزون الطاقة في الجسم، الذي يتحلل ببطء على مدار الموسم بأكمله.

لماذا لا يفقد الحيوان وعيه طوال فترة السبات؟

يتباطأ نشاط الدماغ بدرجة كبيرة، لكنه لا يتوقف تمامًا. إذ تظل بعض الوظائف نشطة لمراقبة البيئة المحيطة ورصد الأخطار أو التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة.

كما أن السبات الشتوي ليس فترة متواصلة من الخمول العميق، بل يتكون من دورات متكررة من الخمول الشديد تتخللها فترات استيقاظ مؤقتة، ترتفع خلالها درجة حرارة الجسم مجددًا لتقترب من مستواها الطبيعي لفترة قصيرة، قبل أن يعود الحيوان إلى حالة الخمول العميق.

ولا يزال الباحثون غير متأكدين تمامًا من سبب حدوث هذه الفترات المكلفة من الاستيقاظ، لأن إعادة تدفئة الجسم تستهلك نسبة كبيرة من إجمالي الطاقة المتاحة للحيوان خلال الشتاء. ومع ذلك، يبدو أن الجهاز المناعي يستعيد نشاطه خلال هذه الفترات الدافئة القصيرة تحديدًا، مما يشير إلى أن هذه الاستراحات قد تساعد دفاعات الجسم على استكمال عمليات الصيانة التي لا تسمح بها حالة الخمول العميق.

ومن المدهش أن كثيرًا من الحيوانات التي تدخل في السبات الشتوي تستيقظ في الربيع بعد أشهر من قلة الحركة وانخفاض التغذية، وقد فقدت قدرًا ضئيلًا على نحو غير متوقع من كتلتها العضلية. ويأمل الباحثون الذين يدرسون آليات الحفاظ على العضلات أن تساعدهم هذه الظاهرة مستقبلًا على تطوير علاجات للبشر الذين يضطرون إلى البقاء دون حركة لفترات طويلة.

لماذا لا تتبع جميع الحيوانات الاستراتيجية نفسها؟

لا تدخل جميع الحيوانات التي تسبت في الدرجة نفسها من الخمول، وتكشف الاختلافات بينها الكثير عن الموازنة بين توفير الطاقة والقدرة على الاستجابة للمخاطر.

فالسناجب الأرضية وحيوانات المرموط تدخل في سبات عميق حقيقي، تنخفض خلاله درجة حرارة الجسم إلى مستويات تقترب من التجمد لفترات طويلة. أما الدببة السوداء، فتتبع نمطًا أقل عمقًا يُعرف أحيانًا باسم المكوث الشتوي في الأوكار، حيث تنخفض درجة حرارة أجسامها بدرجة محدودة نسبيًا. ويسمح ذلك لأنثى الدب بالولادة وإرضاع صغارها خلال الشتاء، دون التعرض للانخفاض الفسيولوجي الشديد الذي تمر به الحيوانات ذات السبات العميق.

ويأتي هذا الاختلاف في عمق السبات مقابل موازنة واضحة بين الفوائد والتكاليف. فالخمول العميق يوفر قدرًا أكبر من الطاقة، لكنه يتطلب وقتًا أطول للتعافي إذا احتاج الحيوان إلى الاستجابة السريعة لخطر ما. أما النمط الأقل عمقًا، مثل المكوث الشتوي في الأوكار، فيوفر طاقة أقل، لكنه يساعد الحيوان على البقاء أكثر قدرة على الاستجابة طوال الموسم.

ويلعب المناخ دورًا في تحديد الاستراتيجية التي تتبعها الأنواع أيضًا. فالحيوانات التي تعيش في مناطق ذات شتاء أقصر وأكثر اعتدالًا غالبًا ما تدخل في حالات خمول أقل عمقًا وأكثر قابلية للتوقف، مقارنةً بأقاربها الذين يعيشون في المناطق الشمالية حيث الشتاء أطول والبرد أشد.

وهكذا، فإن ما يبدو ظاهريًا نومًا طويلًا بلا حركة هو في الحقيقة عملية دقيقة تدير فيها أجسام الحيوانات انخفاض نشاطها بعناية، وليس مجرد إيقاف كامل لوظائف الجسم. ومن المدهش حقًا أن عددًا قليلًا جدًا من الأنظمة التي صممها البشر يستطيع توفير الطاقة بهذه الكفاءة.