Gatusan ka mga espisye sa hayop ang mahimong mag-hibernate. Ang metabolic rate sa ilang mga organismo mikunhod napulo ka pilo. Dili sila makakaon ug halos dili makaginhawa. Kini nga kahimtang nagpadayon nga usa sa pinakadako nga misteryo sa siyensya. Ang pagsulbad niini mahimong mosangpot sa mga kalampusan sa daghang mga lugar, gikan sa oncology ngadto sa paglupad sa kawanangan. Gusto sa mga siyentista nga himoong hibernate ang usa ka tawo.
“Nagtrabaho ko sa Sweden sulod sa usa ka tuig ug dili nako makatulog ang mga gopher sulod sa usa ka tuig,” miangkon si Lyudmila Kramarova, senior researcher sa Institute of Theoretical and Experimental Biophysics sa Russian Academy of Sciences (Pushchino).
Sa Kasadpan, ang mga katungod sa mga hayop sa laboratoryo detalyado - ang Deklarasyon sa mga Katungod sa Tawo nagpahulay. Apan ang mga eksperimento sa pagtuon sa hibernation dili mahimo.
– Ang pangutana, nganong matulog man sila kon init sa gopher house ug gipakaon gikan sa tiyan? Ang mga Gopher dili tanga. Dinhi sa among laboratoryo, dali silang matulog uban kanako!
Ang labing buotan nga si Lyudmila Ivanovna hugot nga mipitik sa iyang tudlo sa lamesa ug naghisgot bahin sa laboratory gopher nga nagpuyo sa iyang dapit. “Susya!” siya mitawag gikan sa pultahan. “Pay-pay!” – mitubag ang gopher, nga sa kasagaran dili gipaaghop. Kini nga Susya wala makatulog bisan kausa sa tulo ka tuig sa balay. Sa tingtugnaw, sa dihang kini nahimong mas tugnaw sa apartment, siya misaka sa ilawom sa radiator ug gipainit ang iyang ulo. “Ngano man?” pangutana ni Lyudmila Ivanovna. Tingali ang regulatory center sa hibernation naa sa utok? Ang mga siyentipiko wala pa mahibalo. Ang kinaiyahan sa hibernation maoy usa sa mga dagkong intriga sa modernong biology.
Temporaryong kamatayon
Salamat sa Microsoft, ang among lengguwahe napuno sa laing buzzword – hibernation. Kini ang ngalan sa mode diin ang Windows Vista mosulod sa kompyuter aron mamenosan ang konsumo sa kuryente. Ang makina daw gipalong, apan ang tanan nga datos gitipigan sa samang higayon: Gipugos nako ang buton - ug ang tanan nagtrabaho nga daw walay nahitabo. Ang sama nga butang mahitabo sa buhi nga mga organismo. Liboan ka lain-laing mga espisye - gikan sa karaan nga bakterya hangtod sa advanced lemurs - mahimo nga temporaryo nga "mamatay", nga gitawag sa siyensya nga hibernation, o hypobiosis.
Ang klasiko nga pananglitan mao ang mga gopher. Unsay imong nahibaloan bahin sa mga gopher? Normal ang ingon nga mga ilaga gikan sa pamilya sa squirrel. Nagkalot sila sa ilang kaugalingong mga mink, mokaon og sagbot, mosanay. Kung moabut ang tingtugnaw, ang mga gopher moadto sa ilawom sa yuta. Dinhi diin, gikan sa siyentipikanhong panglantaw, ang labing makaiikag nga butang mahitabo. Ang Gopher hibernation mahimong molungtad hangtod sa 8 ka bulan. Sa ibabaw, ang katugnaw usahay moabot -50, ang lungag nagyelo hangtod -5. Unya ang temperatura sa mga sanga sa mga mananap moubos sa -2, ug ang mga internal nga organo ngadto sa -2,9 degrees. Pinaagi sa dalan, sa panahon sa tingtugnaw, ang gopher matulog sa usa ka laray sulod lamang sa tulo ka semana. Dayon kini mogawas gikan sa hibernation sulod sa pipila ka oras, ug dayon makatulog pag-usab. Kung dili moadto sa mga detalye sa biochemical, ingnon ta nga siya nagmata aron mangihi ug mag-inat.
Ang usa ka frozen nga ground squirrel nagpuyo sa hinay nga paglihok: ang rate sa kasingkasing niini mikunhod gikan sa 200-300 ngadto sa 1-4 nga mga beats matag minuto, episodic nga pagginhawa - 5-10 nga pagginhawa, ug dayon ang ilang hingpit nga pagkawala sulod sa usa ka oras. Ang suplay sa dugo sa utok mikunhod sa mga 90%. Ang usa ka ordinaryo nga tawo dili mabuhi sa bisan unsa nga duol niini. Dili gani siya mahimong sama sa usa ka oso, kansang temperatura mikunhod og gamay sa panahon sa hibernation - gikan sa 37 ngadto sa 34-31 degrees. Kining tulo ngadto sa lima ka grado igo na unta kanato: ang lawas makig-away alang sa katungod sa pagmintinar sa pitik sa kasingkasing, ritmo sa pagginhawa ug pagpabalik sa normal nga temperatura sa lawas sulod sa pipila pa ka oras, apan sa dihang mahurot na ang mga kahinguhaan sa enerhiya, ang kamatayon dili kalikayan.
balhiboon nga patatas
Nahibal-an ba nimo kung unsa ang hitsura sa usa ka gopher kung kini matulog? nangutana si Zarif Amirkhanov, senior researcher sa Institute of Cell Biophysics. “Sama sa patatas gikan sa cellar. Gahi ug bugnaw. Balahibo lang.
Sa kasamtangan, ang gopher sama sa usa ka gopher - kini malipayon nga nagkutkot sa mga liso. Dili sayon nga mahanduraw nga kining malipayon nga binuhat mahimong kalit nga mahulog sa usa ka walay hinungdan ug mogugol sa kadaghanan sa tuig nga sama niini, ug unya, pag-usab, sa walay bisan unsa nga rason, "mahulog" niini nga pagkalipong.
Usa sa mga misteryo sa hypobiosis mao nga ang hayop adunay katakus sa pag-regulate sa kahimtang niini sa iyang kaugalingon. Ang pagbag-o sa temperatura sa palibot dili kinahanglan alang niini - ang mga lemur gikan sa Madagascar nahulog sa hibernation. Kas-a sa usa ka tuig, makit-an nila ang usa ka haw-ang, i-plug ang entrada ug matulog sulod sa pito ka bulan, ipaubos ang temperatura sa ilang lawas ngadto sa +10 degrees. Ug sa dalan sa samang higayon ang tanan nga sama nga +30. Ang ubang mga ground squirrels, pananglitan, Turkestan, mahimo usab nga hibernate sa kainit. Dili kaayo ang temperatura sa palibot, apan ang metabolismo sa sulod: ang metabolic rate mikunhod sa 60-70%.
"Nakita nimo, lahi kini nga kahimtang sa lawas," ingon ni Zarif. - Ang temperatura sa lawas nahulog dili ingon usa ka hinungdan, apan ingon usa ka sangputanan. Laing mekanismo sa regulasyon ang gi-aktibo. Ang mga gimbuhaton sa daghang mga protina nagbag-o, ang mga selyula mihunong sa pagbahin, sa kinatibuk-an, ang lawas hingpit nga natukod pag-usab sa pipila ka oras. Ug unya sa samang pipila ka oras kini gitukod pag-usab. Walay impluwensya sa gawas.
Sugnod ug stove
Ang pagkatalagsaon sa hibernation mao nga ang mananap makapabugnaw una ug dayon magpainit nga walay tabang sa gawas. Ang pangutana unsaon?
"Sayon ra kaayo," ingon ni Lyudmila Kramarova. “Brown adipose tissue, nakadungog ka?
Ang tanan nga mainit nga dugo nga mga hayop, lakip ang mga tawo, adunay kini nga misteryosong brown nga tambok. Dugang pa, sa mga masuso kini labaw pa kay sa usa ka hamtong. Sulod sa dugay nga panahon, ang papel niini sa lawas sa kasagaran dili masabtan. Sa pagkatinuod, adunay ordinaryo nga tambok, nganong brown man?
– Busa, kini mibalik nga brown tambok pasundayag sa papel sa usa ka stove, – nagpatin-aw Lyudmila, – ug puti nga tambok kay lamang sugnod.
Ang brown nga tambok makahimo sa pagpainit sa lawas gikan sa 0 ngadto sa 15 degrees. Ug unya ang ubang mga panapton gilakip sa trabaho. Apan tungod kay nakit-an namon ang usa ka stove wala magpasabut nga nahibal-an namon kung giunsa kini molihok.
"Kinahanglan adunay usa ka butang nga nagpaandar niini nga mekanismo," ingon ni Zarif. – Ang buhat sa tibuok nga organismo nagbag-o, nga nagpasabot nga adunay usa ka piho nga sentro nga nagkontrol ug naglansad niining tanan.
Gibilin ni Aristotle ang pagtuon sa hibernation. Dili ikaingon nga ang siyensiya nagbuhat niana sukad pa sa 2500 ka tuig. Seryoso nga kini nga problema nagsugod sa pagkonsiderar lamang sa 50 ka tuig ang milabay. Ang panguna nga pangutana mao: unsa sa lawas ang nagpalihok sa mekanismo sa hibernation? Kung makit-an naton kini, masabtan naton kung giunsa kini molihok, ug kung nahibal-an naton kung giunsa kini molihok, mahibal-an naton kung giunsa ang pagpukaw sa hibernation sa mga dili natulog. Sa tinuud, kami kauban nimo. Kini ang lohika sa siyensya. Bisan pa, sa hypobiosis, ang normal nga lohika wala molihok.
Nagsugod ang tanan gikan sa katapusan. Niadtong 1952, ang German nga tigdukiduki nga si Kroll nagpatik sa mga resulta sa usa ka makabungog nga eksperimento. Pinaagi sa pagpaila sa usa ka kinuha sa utok sa natulog nga mga hamster, hedgehog ug mga kabog ngadto sa lawas sa mga iring ug iro, iyang gipahinabo ang usa ka kahimtang sa hypobiosis sa dili matulog nga mga mananap. Sa diha nga ang problema nagsugod sa pag-atubang sa mas pag-ayo, kini nahimo nga ang hypobiosis nga hinungdan anaa dili lamang sa utok, apan sa kinatibuk-an sa bisan unsang organ sa usa ka hibernating nga mananap. Ang mga ilaga masinugtanon nga nag-hibernate kon sila giindyeksyon ug plasma sa dugo, mga kinuha sa tiyan, ug bisan ang ihi lang sa nangatulog nga mga squirrel. Gikan sa usa ka baso nga ihi sa gopher, nakatulog usab ang mga unggoy. Ang epekto kanunay nga gipadaghan. Bisan pa, kini categorically nagdumili nga i-reproduce sa tanan nga mga pagsulay nga ihimulag ang usa ka partikular nga substansiya: ang ihi o dugo hinungdan sa hypobiosis, apan ang ilang mga sangkap nga gilain dili. Bisan ang yuta nga mga squirrel, o mga lemur, ni, sa kinatibuk-an, bisan kinsa sa mga hibernator sa lawas nga nakit-an nga bisan unsa nga makaila kanila gikan sa tanan nga uban pa.
Ang pagpangita alang sa hypobiosis factor nagpadayon sulod sa 50 ka tuig, apan ang resulta halos zero. Bisan ang mga gene nga responsable sa hibernation o ang mga sangkap nga hinungdan niini wala makit-an. Dili klaro kung unsang organ ang responsable niini nga kondisyon. Ang lainlaing mga eksperimento naglakip sa adrenal glands, ug ang pituitary gland, ug ang hypothalamus, ug ang thyroid gland sa lista sa "mga suspetsado", apan sa matag higayon nga kini nahimo nga sila mga partisipante lamang sa proseso, apan dili ang mga nagpasiugda niini.
"Kini mao ang tin-aw nga halayo gikan sa tibuok nga han-ay sa mga butang nga anaa sa niini nga hugaw nga tipik epektibo," miingon si Lyudmila Kramarova. — Aw, kon tungod lang kay sa kasagaran aduna usab kita niini. Liboan ka mga protina ug mga peptide nga responsable sa atong kinabuhi nga adunay mga ground squirrel ang gitun-an. Apan walay usa kanila - direkta, labing menos - konektado sa hibernation.
Napamatud-an nga tukma nga ang konsentrasyon sa mga sangkap lamang ang nagbag-o sa lawas sa usa ka natulog nga gopher, apan kung adunay bag-ong naporma didto wala pa mahibal-an. Ang dugang nga pag-uswag sa mga siyentista, labi pa nga sila hilig sa paghunahuna nga ang problema dili ang misteryosong "paktor sa pagkatulog".
"Lagmit, kini usa ka komplikado nga han-ay sa biochemical nga mga panghitabo," miingon si Kramarova. - Tingali ang usa ka cocktail naglihok, nga mao, usa ka sinagol nga usa ka piho nga gidaghanon sa mga sangkap sa usa ka piho nga konsentrasyon. Tingali kini usa ka kaskad. Kana mao, ang makanunayon nga epekto sa daghang mga sangkap. Dugang pa, lagmit, kini dugay nang nailhan nga mga protina nga naa sa tanan.
Kini nahimo nga ang hibernation usa ka equation sa tanan nga nahibal-an. Kon mas simple kini, mas lisud ang pagsulbad niini.
Bug-os nga kagubot
Uban sa abilidad sa hibernate, ang kinaiyahan naghimo sa usa ka bug-os nga kagubot. Pagpakaon sa mga bata nga adunay gatas, pagpangitlog, pagpadayon sa usa ka kanunay nga temperatura sa lawas - kini nga mga kalidad maayo nga gibitay sa mga sanga sa ebolusyonaryong kahoy. Ug ang hypobiosis mahimong tin-aw nga gipakita sa usa ka espisye ug sa samang higayon hingpit nga wala sa labing suod nga paryente niini. Pananglitan, ang mga marmot ug ground squirrel gikan sa pamilyang squirrel matulog sa ilang mink sulod sa unom ka bulan. Ug ang mga squirrel mismo wala maghunahuna nga makatulog bisan sa labing grabe nga tingtugnaw. Apan ang ubang mga kabog (kabog), insectivores (hedgehogs), marsupial ug primates (lemurs) nahulog sa hibernation. Apan dili man sila ikaduhang ig-agaw sa mga gopher.
Ang ubang mga langgam, mga reptilya, mga insekto matulog. Sa kinatibuk-an, kini dili kaayo tin-aw sa unsa nga basehan sa kinaiyahan mipili kanila, ug dili sa uban, ingon nga hibernators. Ug mipili ba siya? Bisan kadtong mga espisye nga dili pamilyar sa hibernation, sa ilawom sa pipila nga mga kondisyon, dali nga makatag-an kung unsa kini. Pananglitan, ang black-tailed prairie dog (usa ka pamilya sa mga ilaga) matulog sa usa ka laboratory setting kon kuhaan sa tubig ug pagkaon ug ibutang sa usa ka ngitngit, bugnaw nga lawak.
Ingon og ang lohika sa kinaiyahan gibase sa tukma niini: kung ang usa ka espisye kinahanglan nga mabuhi sa panahon sa kagutom aron mabuhi, kini adunay kapilian nga adunay gireserba nga hypobiosis.
"Morag nag-atubang kami sa usa ka karaan nga mekanismo sa regulasyon, nga kinaiyanhon sa bisan unsang buhing linalang sa kinatibuk-an," kusog nga naghunahuna si Zarif. – Ug kini nagdala kanato ngadto sa usa ka paradoxical nga hunahuna: kini dili katingad-an nga ang mga gopher natulog. Ang katingad-an mao nga kami mismo wala mag-hibernate. Tingali makahimo kita sa hypobiosis kung ang tanan sa ebolusyon naugmad sa usa ka tul-id nga linya, nga mao, sumala sa prinsipyo sa pagdugang sa bag-ong mga kalidad samtang gipadayon ang mga daan.
Bisan pa, sumala sa mga siyentipiko, ang usa ka tawo nga may kalabotan sa hibernation dili hingpit nga wala’y paglaum. Ang mga Aboriginal nga Australiano, mga mananalom sa perlas, mga yogis sa India makapamenos sa mga pisyolohikal nga gimbuhaton sa lawas. Himoa nga kini nga kahanas makab-ot pinaagi sa taas nga pagbansay, apan kini makab-ot! Sa pagkakaron, walay siyentista nga nakahimo sa pagbutang sa usa ka tawo ngadto sa usa ka bug-os nga hibernation. Ang narcosis, lethargic nga pagkatulog, coma mao ang mga estado nga duol sa hypobiosis, apan kini adunay lahi nga basehan, ug kini giisip nga usa ka patolohiya.
Ang mga eksperimento sa pagpaila sa usa ka tawo ngadto sa hibernation sa dili madugay magsugod sa our country nga mga doktor. Ang pamaagi nga ilang gihimo gibase sa duha ka hinungdan: taas nga lebel sa carbon dioxide sa hangin ug ubos nga temperatura. Tingali kini nga mga eksperimento dili magtugot kanato nga hingpit nga masabtan ang kinaiya sa hibernation, apan labing menos ibalik ang hypobiosis ngadto sa usa ka hingpit nga klinikal nga pamaagi.
Gipatulog ang pasyente
Sa panahon sa hibernation, ang gopher dili mahadlok dili lamang sa katugnaw, kondili usab sa mga nag-unang mga sakit sa gopher: ischemia, impeksyon, ug oncological nga mga sakit. Gikan sa hampak, ang usa ka nahigmata nga hayop mamatay sa usa ka adlaw, ug kung kini nataptan sa usa ka katulgon nga kahimtang, wala kini magtagad. Adunay daghang mga oportunidad alang sa mga doktor. Ang parehas nga anesthesia dili ang labing makapahimuot nga kahimtang alang sa lawas. Nganong dili kini pulihan sa usa ka mas natural nga hibernation?
Hunahunaa ang sitwasyon: ang pasyente anaa sa ngilit sa kinabuhi ug kamatayon, ang orasan nag-ihap. Ug kasagaran kini nga mga orasa dili igo sa paghimo sa usa ka operasyon o pagpangita sa usa ka donor. Ug sa hibernation, halos bisan unsang sakit ang nag-uswag sama sa hinay nga paglihok, ug wala na kami maghisgot bahin sa mga oras, apan mga adlaw, o bisan mga semana. Kung hatagan nimo ang imong imahinasyon nga libre, mahanduraw nimo kung giunsa ang mga pasyente nga wala’y paglaum naunlod sa usa ka kahimtang sa hypobiosis sa paglaum nga sa umaabut ang mga paagi nga gikinahanglan alang sa ilang pagtambal makit-an. Ang mga kompanya nga nag-apil sa cryonics naghimo sa usa ka butang nga susama, sila nag-freeze sa usa ka patay na nga tawo, ug halos dili realistiko ang pagpasig-uli sa usa ka organismo nga nagpabilin sulod sa napulo ka tuig sa liquid nitrogen.
Ang mekanismo sa hibernation makatabang sa pagsabot sa lain-laing mga sakit. Pananglitan, ang Bulgarian nga siyentipiko nga si Veselin Denkov sa iyang librong “On the Edge of Life” nagsugyot nga hatagan ug pagtagad ang biochemistry sa usa ka natulog nga oso: “Kon ang mga siyentista makahimo sa pagkuha sa lunsay nga porma niini ug substansiya (lagmit usa ka hormone) nga mosulod sa lawas. gikan sa hypothalamus sa mga oso, uban sa tabang nga ang mga proseso sa kinabuhi gi-regulate sa panahon sa hibernation, nan sila makahimo sa malampuson nga pagtratar sa mga tawo nga nag-antos sa sakit sa kidney.
Sa pagkakaron, ang mga doktor mabinantayon kaayo sa ideya sa paggamit sa hibernation. Bisan pa, delikado ang pag-atubang sa usa ka panghitabo nga dili hingpit nga masabtan.