يقوم كل حيوان على الأرض بحرق الطاقة طوال الوقت، ويتم حرق الطاقة من خلال الأنشطة البدنية مثل التنفس والمشي وضخ الدم وهضم الطعام وغيرها، وحتى التفكير يحرق الطاقة، وبالنسبة للحيوانات من ذوات الدم الحار يتم حرق الكثير من الطاقة قط من أجل الحفاظ على درجة حرارة الجسم، وحتى عند النوم يتم حرق الطاقة.

وهذا هو السبب الرئيس الذي يجعل الحيوانات تأكل لاكتساب طاقة كافية لتغذي كل هذه العمليات ويعمل نظام الأيض في أجسام الحيوانات بشكل جيد عندما تتوافر الكثير من الفواكه على الأشجار أو الأرانب للصيد، لكن عندما يأتي الشتاء يصعب حصول الحيوانات على الطعام وبالتالي تقل مصادر الطاقة المتاحة.

وفي عالم الحيوان هناك الكثير من استيراتيجيات البقاء على قيد الحياة في فصل الشتاء وأشهر تلك الاستيراتيجيات هي السبات الصيفي، حيث تدخل بعض الحيوانات في حالة يتباطأ فيها معدل تنفسها ونبضها ويسمحون بانخفاض درجة حرارة أجسادهم، وفي بعض الحالات تصل درجة حرارة أجسادهم لأقل من درجة التجمد، وتتوقف عن الأكل وفي كثير من الحالات تتوقف عن الإفراز وكل ذلك حتى تستخدم أقل قدر من الطاقة.

بعض الحيوانات تقوم بالهجرة لمناطق أكثر دفئًا، لكن الهجرة تتطلب كميات هائلة من الطاقة، لذلك تميل الحيوانات ذات الأحجام الصغيرة للسبات.

تعريف السبات الشتوي

وتعريف السبات بوجه عام هو حالة طويلة الأمد تنخفض فيها درجة حرارة الجسم بشكل كبير ويتباطأ التمثيل الغذائي بشكل كبير، ويدخل الحيوان في حالة تستغرق بعض الوقت ليتعافى منها، لكن هذا التعريف مثير للجدل قليلًا لأنه وفقًا لهذا التعريف يمكن أن تكون الحالة التي تدخل فيها الدببة ليست سبات لأن درجة حرارة أجسادها لا تنخفض كثيرًا.

ويدخل عدد من الحيوانات في حالة تشبه السبات في فصل الصيف تسمى السبات الصيفي أو الخمول الصيفي لكن عدد حيوانات السبات الصيفي أقل كثيرًا من حيوانات السبات الشتوي وتكون معظمها من ذوات الدم البارد.

وهناك حالة أخرى تسمى السبات Torpor وهي تسبب بعض الالتباس أيضًا لأنها تصف جميع أشكال تقليل التمثيل الغذائي وتقليل درجة الحرارة ومنها الفترات قصيرة المدى حيث تقوم بعض الطيور على سبيل المثال بخفض درجة حرارة أجسادها لمدة أقل من يوم أو بضع ساعات فقط.

ويعتبر طائر الكومون بورويل هو الوحيد من الطيور التي تدخل في حالة سبات حقيقي، حيث تنخفض درجة حرارة جسمه حتى تصل إلى 60 درجة فهرنهايت، ويمكن أن يعيش لمدة تصل إلى 100 يوم اعتمادًا على10 جرامات من الدهون المخزنة في أجسادها.

وبعض الحيوانات تدخل تلقائيًا في حالة السبات الشتوي في نفس الوقت من كل عام حتى لو كان الطعام متوافرًا معتمدة على تقويمها البيولوجي الداخلي.

وتقوم بعض الحيوانات بإعداد عرين وتبطنه بمادة عازلة مثل الأوراق أو الطين مثل السناجب الأرضية أو الليمور، كما تقوم الدببة القطبية بحفر أنفاق في الثلج، وبعض أنواع الدببة الأخرى تقضي فترة السبات في كهف ضحل أو جوف بجوار أحد الأشجار، أما الخفافيش فتقضي فصل الشتاء في الكهوف.

وبالنسبة للتغذية فإن بعض الحيوانات تخزن كميات كبيرة من الطعام إذا كان العرين الذي أعدته غير قابل للتلف لكن ذلك يتطلب من الحيوان الاستيقاظ لفترة وجيزة خلال الشتاء ليتناول الطعام، وهناك حيوانات أخرى تبدأ في تناول كميات كبيرة من الطعام بداية من أواخر فصل الصيف، مما يؤدي لتخزين احتياطي من الدهون البنية بداخلها، وبعض الحيوانات تستخدم كلا الأمرين معًا.

حيوانات السبات الشتوي

هناك العديد من الحيوانات التي تدخل في حالة السبات الشتوي منها الظربان والثعابين والجرذان والدببة والخفافيش والنحل، وضفدع الرمل الأفريقي لكن أشهرها هي الخفافيش والدببة.

الدببة

تدخل الدببة أوكارها لتبدأ حالة السبات اعتمادًا على التغيرات الحادثة في الطقس، وعادة ما تبدأ عملية سبات الدببة في سبتمبر أو أكتوبر، وتخرج منها بعد ستة إلى سبعة أشهرأي في شهر أبريل تقريبًا، وأثناء حالة السبات لا تخفض الدببة درجة حرارة أجسادها مثل بعض الحيوانات الأخرى، وهذا يمنحها القدرة على الإحماء بسرعة أكبر استجابة لأي خطر يهددها أثناء تلك الفترة.

لكن الدببة تقوم بتخفيض معد تنفسها من 6-10 أنفاس في الدقيقة في الظروف العادية إلى نفس واحد كل 45 ثانية تقريبًا، وينخفض معدل ضربات القلب لديها من 40-50 في الدقيقة إلى 8-19 نبضة في الدقيقة خلال حالة السبات.

وتعيش الدببة خلال تلك الفترة على الدهون التي تتراكم داخلها خلال الصيف والخريف، وبالنسبة لإناث الدببة فإن هذا المستوى من الدهون مهم جدًا لديهن بشكل خاص لأنهن تلدن أثناء فترة السبات وهي في الوكر وتقضي شهور في رعاية صغارها دون أن تأكل أي شيء.

في الربيع تبدأ الدببة في الخروج من الأوكار مع ارتفاع درجات الحرارة وتوافر الطعام، وفي بعض الأماكن تخرج الدببة في وقت أبكر.

وبعد قضاء عدة أشهر دون تناول أي طعام تصبح الدببة التي استيقظت حديثًا من سباتها جائعة، وبعضها يكون لديها أشبال جائعة، لذلك ربما تقوم خلال فصلي الخريف والربيع بالدخول في صراعات مع البشر من أجل مصادر الغذاء التي تراها الدببة سهلة.

الخفافيش

تدخل بعض أنواع الخفافيش في حالة سبات شتوي خاصة في المناطق التي تندر فيها الحشرات خلال فصل الصيف، وهي تستخدم الكهوف كملجأ آمن لها أو تجاويف الأشجار أو المناجم أو الآبار القديمة.

ومثل الدببة تقوم الخفافيش بتخزين دهون في أجسامها قبل أن تبدأ في إبطاء نشاطها والدخول في سبات شتوي، ويمكنها أن تعيش تلك الفترة التي تتراوح بين خمسة إلى ستة أشهر معتمدة على بضع جرامات فقط من الدهون المخزنة في أجسادها.

لكن على عكس الدببة فإن الخفافيش تدخل في حالة نوم عميق حقيقية ، ويصل معدل ضربات القلب لدى الخفاش إلى 10 ضربات في الدقيقة، بالرغم من أن معدل ضربات قلبها في الظروف العادية يتراوح بين 300-400 نبضة في الدقيقة، وخلال السبات قد لا تأخذ الخفافيش نفسًا لمدة تصل إلى ساعة، وخلال الشتاء تستيقظ الخفافيش بشكل طبيعي عدة مرات للشرب ولأداء وظائف جسدية أخرى.

السناجب

تقوم السناجب بعملية سبات شتوي، لكنها لا تنام طوال الشتاء، فهي تدخل إلى جحورها وتستيقظ كل بضعة أيام وترفع درجة حرارة جسدها للمعدل الطبيعي، و تتغذى على الطعام الذي خزنته في الجحور بدلًا من استهلاك المخزون من أجسادها، وتتبول وتتغوط.

عندما يكون السنجاب في مرحلة النوم العميق من السبات ، فقد يكون من الصعب جدًا إيقاظه، حيث ينخفض ​​معدل ضربات قلبه من حوالي 350 نبضة في الدقيقة إلى ربما 4 نبضات فقط، أما درجة حرارة الجسم قد تنخفض من 94 درجة فهرنهايت إلى درجة حرارة الجحر ، التي تصل إلى 40 درجة فهرنهايت في بعض الأوقات.

توصلت دراسة جديدة أجراها العالم كريج فرانك من جامعة فوردهام إلى أنه مع ارتفاع درجة حرارة الشتاء بسبب الاحتباس الحراري ، تصبح السنجاب في المناطق الأكثر دفئًا أقل عرضة للسبات في الأشهر الأكثر برودة، ويشير البحث إلى أن السناجب التي تتبع إجراءات السبات العادية تتمتع بمعدل البقاء على قيد الحياة خلال فصل الشتاء بنحو 87 في المائة ، في حين أن تلك التي تظل نشطة بسبب طقس الشتاء الدافئ من شبه المؤكد أن تموت بحلول الربيع.

الزغبة البريطانية British dormouse

الزغبة البريطانة هي نوع من القوارض التي تنام لمدة 6 إلى 7 أشهر في الطقس البارد ، لكنها تحتاج فقط إلى 10 دقائق حتى تستيقظ تمامًا من سباتها، وفي الواقع فإن الزغبة حيوان لا يمكن أن نراه كثيرًا لأنها تقضي أكثر من نصف عمرها في حالة سبات.