תרדמת חורף (היברנציה) היא תהליך שבו בעלי חיים מזערים פעילות וגוזלים פחות אנרגיה כדי לשרוד חורפים קשים או מחסור במזון. המטבוליזם (קצב חילוף החומרים, מהירות שבה הגוף משתמש באנרגיה) יורד באופן משמעותי. טמפרטורת הגוף, קצב הנשימה וקצב הלב מואטים, ולעיתים החיה לא אוכלת או שותה בתוך תקופה זו.
חיות שונות מראות דרגות שונות של תרדמת. חלקן נמנעות ימים ספורים בלבד (למשל אוגרים), אחרות נכנסות לתרדמה של חודשים (למשל דובים, סנאים, עטלפים, צבים ונחשים). מטרת התרדמת היא חיסכון באנרגיה: חיות אנדותרמיות (בעלי דם-חם) צוברות שומן או טומנות מזון כדי לשרוד.
ממצאים מאובנים מ-2020 מאנטארקטיקה הראו טבעות גדילה בשיניים של הליסטרוזאורוס מלפני כ-250 מיליון שנים. טבעות אלה דומות לאלה שנמצאות אצל יצורים שעוברים תרדמת, ולכן זהו רמז מוקדם להתפתחות התרדמת.
בתרדמת טמפרטורת הגוף יורדת קרוב לטמפרטורת הסביבה. פעימות הלב ונשימה מתמתנות, והמטבוליזם עלול לרדת עד חמישית מהרמה הרגילה. מינים גדולים נוטים לצבור שומן רב בדרך של היפרפאגיה (אכילת יתר), בעוד מינים קטנים יותר מסתמכים על טמינת מזון (food caching).
דובים בתרדמת מראים תכונות מיוחדות: הם מצליחים למחזר חלבונים ושתן כך שאינם צריכים להתרוקן, ושומרים על שרירים ועצמות למרות חוסר פעילות ממושך. מחקרים על דובים בחורף הראו שהכניסה והיציאה מהתרדמת מושפעות גם מסימני הסביבה (כמו שלג וטמפרטורה) וגם מסדי גופם הפנימיים.
יש שתי קטגוריות עיקריות: תרדמת חובה ותרדמת פקולטטיבית.
זו תרדמת שמתרחשת בעונה קבועה בכל שנה, בלי קשר ישיר לשינוי רב באקלים. חיות מסוימות, כולל כמה מיני סנאים, קיפודים ומכרסמים, נוטות להיכנס למצב זה בעונת החורף. הן גם חוות עוררות תקופתית, תקופות קצרות שבהן טמפרטורת הגוף וחילוף החומרים עולים לזמן קצר. עבודת מחקר על סנאי קרקע הארקטי תומכת ברעיון זה.
מחקרים הראו שתרדמת הדובים היא סוג של תרדמת חובה, אף על פי שהירידה בטמפרטורת הגוף אצלם מתונה יחסית (כ‑3, 5°C). מחקרי שדה על דובים חומים תיעדו את הסדר הכרונולוגי של האירועים המובילים לתרדמת וסיומה, והצביעו על כך שדובים הם תרמו‑קונפורמים, כלומר טמפרטורת גופם מושפעת מהטמפרטורה בחוץ.
זו תרדמת שמתרחשת רק אם יש מחסור במזון או ירידה חדה בטמפרטורה. סוג זה נפוץ במכרסמים כמו סנאים מסוימים ובחלק מהמינים של הלמור הננסי ממדגסקר. אצל מינים אלה התרדמת תלויה גם בבידוד המחילה ובתנאי הסביבה.
רוב הציפורים אינן עוברות תרדמת חורף. היוצא מן הכלל בולט הוא ציפור בשם רצון העניים (Phalaenoptilus nuttallii), שתועד כיכול להיכנס למצב דמוי‑תרדמת.
בעלי דם-קר (דגים, זוחלים, דו-חיים) אינם יכולים לווסת את טמפרטורת גופם באופן עצמאי כמו בעלי דם-חם. הם עשויים להאט את הפעילות בחורף או להיכנס למצב של השהייה שמתאים לתנאי המים או הסביבה. יש מינים שיכולים להקפיא חלקית ולהתאושש באביב, למשל בזכות חלבונים נגד הקפאה.
בין החרקים ונציגי הפרוקי‑הרגליים התפתחה תרדמת עונתית שנקבעת על ידי מנגנונים נוירו‑הורמונליים. התהליך כלל שליטה עצבית-הורמונלית, התאמה לשינויים סביבתיים ושעונים ביולוגיים פנימיים.
חלק מהדגים שורדים חורפים על ידי הפחתת פעילותם בלבד, מבלי להוריד משמעותית את חילוף החומרים הבסיסי. אחרים, כמו דגי הקודקוד הצהוב בטן, מדכאים את המטבוליזם שלהם בתנאי חוסר חמצן.
חלבוני HIT (חלבוני השראת תרדמת) מבודדים מיונקים שימשו במחקרים על שימור תפקוד איברים בזמן חוסר חמצן. מחקר משנת 1997 בדק אותם בהקשר של רקמת לב במהלך איסכמיה.
מדענים חוקרים האם אפשר יהיה לגרום לתרדמת בבני אדם. הרעיון נחקר לשימושים רפואיים ולהפחתת צריכת אנרגיה במשימות חקר חלל ארוכות, למשל טיסות מאוישות למאדים.
מעבר לאדמה והחשיפה לעונות בולטות תרמו להתפתחות מצבי תרדמת אצל ציפורים ויונקים. יש ראיות לכך שתרדמת התפתחה כמה פעמים בנפרד. במקרה של יונקים, עדויות מצביעות על הופעת תרדמת כבר בקרב טרינקסודון (Thrinaxodon) לפני כ‑252 מיליון שנים.
בעלי גוף גדול פחות זקוקים לתרדמת, כי יחס שטח‑פנים לנפח שומר על חום טוב יותר. לכן תרדמת נראית בתדירות גבוהה יותר במינים קטנים עד בינוניים.
זוחלים ופילוחי דם-קר פיתחו אסטרטגיות שונות לתרדמה. חלקן מבוססות על התנהגות (חיפוש מקומות קרים או חמים), וחלקן על מנגנונים פנימיים כמו הצטברות פחמן‑דו‑חמצני בדם שמאט חילוף חומרים.
תרדמת חורף משמשת אסטרטגיית הישרדות. היא מקטינה צריכת אנרגיה ועוזרת לעבור חורפים קשים. יש גם סוגים אחרים של השהייה, כמו תרדמת קיץ או חריגה אנאירובית (מבלי חמצן), תלוי במין ובתנאים.
במרבית המקרים החיות נערכות מראש: מאגרי שומן, טמינת מזון או בחירת מאורות מבודדים, כדי לוודא שימשיכו לחיות עד שקיץ יחזור.
תרדמת חורף (היברנציה) היא מצב שבו חיות מאטות את גופן ומסוגרות הרבה זמן בחורף. הן נעשות פחות פעילות. הן לא תמיד אוכלות.
חלק מהחיות שנרדמות: דובים, סנאים, עטלפים, נחשים, צבים ואוגרים. יש חיות שנרדמות יום או שניים. אחרות ישנות חודשים שלמים.
בתרדמת חום הגוף יורד. גם הנשימה וקצב הלב יורדים. חיות אנדותרמיות (בעלי דם-חם, כאלה ששומרים על חום הגוף בעצמם) צוברות שומן כדי להישאר בחיים בחורף. חיות קטנות טומנות אוכל בקן, וחיות גדולות אוכלות הרבה ושומרות אותו כשומן.
יש שתי צורות עיקריות:
1) תרדמת חובה, קבועה כל שנה. החיה נכנסת אליה בעונה.
2) תרדמת פקולטטיבית, קורה רק אם חסר אוכל או קר מאוד.
דובים נרדמים בחורף אך יורדים בטמפרטורה מעט. הם יכולים לא להתרוקן בכלל, כי גופם ממחזר את הפסולת. זה מאפשר להם לישון זמן רב בלי להחליש את השרירים.
רוב הציפורים אינן נרדמות, אבל יש יוצאים מן הכלל. בעלי דם-קר כמו דגים וזוחלים מאטמים את הפעילות שלהם בקור. חלקם אפילו יכולים לקפוא בחלקים ולהתעורר באביב.
חרקים ופצצות קטנות אחרות גם משתמשים בהשהייה עונתית. דגים לעיתים מפחיתים פעילות במקום להוריד את המטבוליזם.
מדענים בודקים אם אפשר לשים בני אדם בתרדמת בטיפול רפואי או במסעות בחלל. זה עדיין בניסויים.
המטרה העיקרית היא לחסוך אנרגיה ולשרוד כשאין אוכל. חיות מתכוננות מראש. הן אוספות שומן או טומנות מזון.
תרדמת מסייעת לחיות לשרוד עד שהאביב והשמש חוזרים.
תגובות גולשים