Κάποτε έτρωγαν πιο πολύ οι άνθρωποι τις αρκούδες παρά το αντίθετο. Εχει γραφτεί μάλιστα, χωρίς ακόμη να υπάρχουν αδιάσειστα στοιχεία, ότι η εξαφάνιση της γιγάντιας αρκούδας των σπηλαίων στη διάρκεια της Πλειστοκαίνου πριν από 29.000 χρόνια οφείλεται και στο κυνήγι της από τους ανθρώπους της εποχής. Πώς όμως κατάφερναν με τα πενιχρά τους όπλα να σκοτώσουν έναν τέτοιο γίγαντα; Πιάνοντάς τον στον ύπνο, είναι μια πιθανή εξήγηση. Και πότε ήταν αυτό πιο εύκολο να γίνει; Μα προφανώς στη διάρκεια του χειμώνα όταν τα ζώα αυτά έπεφταν σε «χειμερία νάρκη».
Περπατούμε στα σύνορα ανάμεσα στο φθινόπωρο και τον χειμώνα. Φυτά, έντομα, ερπετά, θηλαστικά (και- ελάχιστα είναι η αλήθεια- ψάρια) ετοιμάζονται για τις σκοτεινές ίσως και πολύ κρύες ημέρες που έρχονται. Στο σχολείο κάτι μας έλεγαν για τα ζώα ότι πέφτουν και κοιμούνται(!) όλο τον χειμώνα και από εκεί και πέρα όσα νομίζουμε ότι ξέρουμε τα έχουμε συμπληρώσει πιο πολύ με τη φαντασία μας και τις ανθρώπινες εμπειρίες μας. Η όλη όμως αυτή προετοιμασία φυτών και ζώων για μια δύσκολη εποχή είχε κινήσει την περιέργεια των ανθρώπων, από την αρχαία ακόμη εποχή, μόνο που τα μυστικά της αποδείχθηκε ότι ήταν αρκετά δύσκολο να εξιχνιαστούν.
Οταν πέσει παγωνιά και το νερό των κυττάρων μεταβληθεί σε παγοκρυστάλλους, αυτοί με την απότομη αύξηση του όγκου τους σχίζουν κυριολεκτικά τα κυτταρικά τοιχώματα και τις πλασματικές μεμβράνες. Τα πρώτα ζώα που κινδυνεύουν από κάτι τέτοιο όταν αρχίζουν οι κρύες ημέρες είναι τα αμφίβια και τα ερπετά. Δεν έχουν τη δυνατότητα όπως εμείς να κρατούν μια σταθερή και υποφερτά υψηλή θερμοκρασία στο εσωτερικό του σώματός τους ανεξάρτητα από το πόσο κρύο κάνει έξω και έτσι όταν ο ήλιος πάψει να θερμαίνει αρκετά την περιοχή όπου ζουν γιατί απομακρύνεται και οι ακτίνες του πέφτουν λιγότερο κάθετα, χώνονται κάτω από πέτρες ή μέσα σε τρύπες στο έδαφος και αρχίζει η άμυνα κατά του κρύου. Πολλά πλάσματα του ζωικού βασιλείου για να αντιμετωπίσουν τον χειμώνα αναγκάζονται να περιορίσουν την ενεργητικότητά τους. Αλλά υπάρχουν και περιπτώσεις που ούτε αυτό είναι αρκετό. Τότε είναι αναγκασμένα να καταφύγουν στη «χειμέρια νάρκη», μια κατάσταση που συχνά δεν συνειδητοποιούμε πόσο απίστευτα αλλάζει τις λειτουργίες του σώματός τους. Η θερμοκρασία πέφτει από 38 βαθμούς Κελσίου στον 1 μόλις βαθμό, οι χτύποι της καρδιάς λιγοστεύουν και γίνονται ακανόνιστοι, η αναπνοή μπορεί να φτάσει να γίνεται μόλις με μια ανάσα κάθε έξι λεπτά(!) και ο μεταβολισμός να είναι στο 1% του κανονικού. Η προσαρμογή στις απαιτητικές συνθήκες της πολύμηνης υποχρεωτικής αδράνειας έχει κάνει κάποια από τα πλάσματα αυτά να αναπτύσσουν εκπληκτικές μεθόδους επιβίωσης. Πέρα από το γνωστό ότι με την είσοδο του φθινοπώρου ανεβάζουν όσο μπορούν το ποσοστό λίπους στο σώμα τους εξοπλίζονται και με έναν καφέ χρώματος ιστό, πυκνό σε τριχοειδή αιμοφόρα αγγεία και διάσπαρτο με μιτοχόνδρια που του δίνουν μια εξαιρετικά χρήσιμη ιδιότητα. Να μπορεί να οξειδώνει τα λιπαρά οξέα ή τη γλυκόζη σε χρόνο-ρεκόρ παράγοντας θερμότητα. Ετσι όταν ξυπνάει να μπορεί εύκολα να αποκτήσει ξανά τη θερμοκρασία που θα του επιτρέψει να κινηθεί κανονικά και να μην πέσει θύμα των εχθρών του. Και παρ΄ όλα αυτά δεν πρόκειται για «στημένο» παιχνίδι σίγουρο από πριν. Πολλά ζώα δεν ξυπνούν καν από τη χειμωνιάτικη αυτή δοκιμασία.
Ο ναρκωμένος γίγαντας
Στην ερώτηση ποιο ζώο είναι πιο γνωστό ότι πέφτει σε χειμερία νάρκη όπως την περιγράψαμε λίγο πριν, οι πιο πολλές απαντήσεις θα αφορούν την αρκούδα. Και όμως οι… επιδόσεις της δεν δικαιολογούν αυτό τον τίτλο. Διότι ο μεταβολισμός της πέφτει μόλις στο μισό, η θερμοκρασία του σώματός της από τους 38 πέφτει στους 31-34 βαθμούς Κελσίου, η γούνα της την προφυλάσσει αρκετά από το κρύο ενώ κάτι άξιο παρατήρησης σε αυτό το μεγαλόσωμο ζώο είναι ότι παρουσιάζει την εξής σοφή αναλογία: πολύ μικρή επιφάνεια σε σχέση με τον μεγάλο όγκο της. Ετσι οι περισσότερες αρκούδες βρίσκονται τον χειμώνα σε μια κατάσταση πολύ περιορισμένης δραστηριότητας, μισοναρκωμένες θα λέγαμε, ενώ οι θηλυκές που γίνονται μητέρες, όπως όλες οι μητέρες άλλωστε, θα κοιμηθούν πολύ λιγότερο. Διότι έτσι έχουν οικονομηθεί τα πράγματα ώστε να ζευγαρώνουν στις αρχές του καλοκαιριού, η κύηση να αρχίζει τον Νοέμβριο, τα μικρά να γεννιούνται τον Ιανουάριο και η μητέρα να είναι σε κατάσταση να τα ακούει, να τα θηλάζει, να τα ζεσταίνει, να τα περιποιείται και αυτά να περνούν τον μισό μόνο χειμώνα μέσα στο στενόχωρο καταφύγιο της «μαμάς».
Οσο και αν φαίνεται ότι η θερμοκρασία είναι ο πιο αποφασιστικός παράγοντας για τη νάρκωση ενός ζωντανού οργανισμού τα πειράματα έδειξαν ότι τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Στο εργαστήριο παρακολούθησαν τη συμπεριφορά σκίουρων που ζούσαν στα δάση του Καναδά. Διατηρούσαν σταθερή τη θερμοκρασία και το φως ήταν μοιρασμένο ακριβώς στη μέση με το σκοτάδι, δώδεκα και δώδεκα ώρες, και όμως κάποια στιγμή τον Οκτώβριο τα σκιουράκια ετοιμάστηκαν για ύπνο αφού έφαγαν και το κάτι παραπάνω. Την επόμενη χρονιά πήγαν για ύπνο περίπου δύο μήνες νωρίτερα και την τρίτη ακόμη πιο νωρίς. Αυτό έκανε τους ερευνητές να πιστεύουν ότι υπάρχει ένας εσωτερικός ωρολογιακός μηχανισμός που επιτρέπει στα ζωντανά πλάσματα να μετρούν έστω και ασυνείδητα τον χρόνο, ένας μηχανισμός που συνεχίζει να δουλεύει για χρόνια ακόμη και αν το πειραματόζωο κρατιέται μέσα στο απόλυτο σκοτάδι, ενώ με βάση τη θέση και την κίνηση του πλανήτη μας στο Διάστημα, την εναλλαγή της ημέρας με τη νύχτα αλλά και τη διαδοχική εμφάνιση των τεσσάρων εποχών έξω στο φυσικό περιβάλλον προσαρμόζεται στον ημερήσιο κύκλο των 24 ωρών και του χρόνου των 365 ημερών. Μόνο που ακόμη ψάχνουν σε ποια θέση ακριβώς βρίσκεται αυτός ο μηχανισμός μέσα στο σώμα.
Μικρά φτερωτά θαύματα
Τα έντομα, όσα πρόκειται να νικήσουν τις δυσκολίες του χειμώνα, αυτή την εποχή ετοιμάζονται. Είναι αγώνας ζωής και θανάτου αλλά έχουν προικιστεί και κατάλληλα. Αντίθετα από ό,τι συχνά νομίζουμε, διαθέτουν και εγκέφαλο και μια μοναδική ικανότητα που συμβολίζεται σε όλα τα σχετικά κείμενα, ελληνικά και ξένα, με την αρχαιοελληνική λέξη διάπαυση. Πρόκειται για μια κατάσταση όπου ο οργανισμός τους έχει την ικανότητα να σταματά την ανάπτυξή του. Το έντομο εισέρχεται στη διάπαυση ακόμη και αν επικρατούν κάποιες συνθήκες, όπως είναι η θερμοκρασία, ευνοϊκές για να αναπτυχθεί, αλλά εκείνο αισθάνεται ή προβλέπει(!) ότι οι καιρικές συνθήκες σε λίγο θα είναι πολύ άσχημες. Οταν είναι σε ένα από τα στάδια έμβρυο- προνύμφη- νύμφη μπορεί να σταματήσει την αύξηση του σώματός του ενώ όταν πια είναι ενήλικο άτομο μπορεί να επιβάλει στον εαυτό του αναπαραγωγική ανωριμότητα(!). Μπορεί μάλιστα να αποφασιστεί αυτή η διάπαυση σε ένα στάδιο της ανάπτυξης αλλά να εκδηλωθεί σε ένα διαφορετικό. Κάτι σαν βιολογικός προγραμματισμός που ρυθμίζεται από εκκρίσεις ορμονών του εγκεφάλου αλλά δεν είναι ακριβώς χειμερία νάρκη και είναι λάθος να την αποκαλούμε έτσι διότι εδώ σταματά εντελώς η αύξηση, κάτι που δεν συμβαίνει στα άλλα ζώα.
Ετσι, όντας ακόμη και ένα μικρό ασήμαντο σκουληκάκι, μια προνύμφη, βρίσκει την πιο προφυλαγμένη θέση που μπορεί και μένει σε μια ανενεργή κατάσταση μέχρι να κρίνει ότι οι συνθήκες είναι κατάλληλες για να πάει παρακάτω η ανάπτυξή της. Συχνά οι αποφάσεις αυτές υπαγορεύονται και από τη σχέση φως- σκοτάδι που επικρατεί στο 24ωρο και λαμβάνονται με τη βοήθεια ειδικών συστημάτων ανίχνευσης του φωτός που είναι ανεξάρτητα από τα καθαυτό σύνθετα μάτια του εντόμου. Αφού λοιπόν ανιχνευθεί το γεγονός ότι μπήκαμε στο φθινόπωρο όπου οι ημέρες μικραίνουν και οι νύχτες μεγαλώνουν, κάποια άλλα ευαίσθητα συστήματα του μικρού εντόμου ενεργοποιούνται και έχουμε την απόφαση για διάπαυση του μεταβολισμού του, ανάλογα με τις «προβλέψεις».
Και αν αυτά δεν ήταν αρκετά για να πειστεί ο αναγνώστης ότι τα μικρά το δέμας έντομα είναι αρκετά καλά εξοπλισμένα για να αντιμετωπίσουν τις δύσκολες καιρικές συνθήκες που έρχονται, αξίζει να αναφερθούν και μερικά αξιοσημείωτα για τις αγαπημένες μας μέλισσες. Που τα καταφέρνουν εξίσου καλά στην έρημο, στα τροπικά δάση και σε βόρεια πλάτη ως και 82 χιλιόμετρα μακριά από τον Βόρειο Πόλο. Αλλά όταν διαθέτεις ατομικό «air conditioning» και το κουβαλάς μαζί σου πετώντας τότε πολλά μπορείς να αντέξεις. Σχεδόν κανένα έντομο δεν έχει υψηλή σωματική θερμοκρασία όταν απλά βρίσκεται κάπου και ηρεμεί, μέσα ή έξω από τη φωλιά. Οταν όμως πρόκειται να πετάξει συμπεριφέρεται ακριβώς σαν ένα αεροπλάνο με κινητήρα. Προθερμαίνεται ανεβάζοντας τη θερμοκρασία στους 30 ή και στους 40 βαθμούς Κελσίου. Χρονομέτρησαν μεταβολή από 13 σε 37 βαθμούς σε έξι λεπτά που την επιτυγχάνουν οι μύες του θώρακα χωρίς όμως να βλέπουμε εμείς να ανεβοκατεβαίνουν τα φτερά τους. Διαθέτουν επίσης τρίχωμα στο στήθος που επιβραδύνει την ψύξη του και η καρδιά της (ναι, έχει) βρίσκεται στο υπογάστριο, και από εκεί, το αίμα μέσα από μια αορτή ανεβαίνει στον θώρακα αποφεύγοντας περιττές θερμικές απώλειες που θα υπήρχαν αν αντίθετα η κυκλοφορία γινόταν από μια καρδιά στον θώρακα προς το υπογάστριο που ζυγίζει τέσσερις φορές πιο πολύ από το υπόλοιπο σώμα. Οι μελέτες των μικρών και μεγάλων μας συνεπιβατών στον πλανήτη συνεχίζονται και από τα όσα θαυμάσια ανακαλύπτουμε όλο και κάτι θα αντιγράψουμε που θα ωφελήσει και εμάς.
ΓΛΩΣΣΑΡΙ
Χειμερία νάρκη
Μια κατάσταση απραξίας που πυροδοτείται από εποχικές αλλαγές στο περιβάλλον του ζώου.
Ηibernation-specific protein
Η πρωτεΐνη της χειμερίας νάρκης είναι ορμόνη που ανακαλύφθηκε το 2006 από επιστήμονες του Ινστιτούτου Επιστημών Ζωής του Τόκιο. Πυροδοτεί την καταστολή του μεταβολισμού που οδηγεί στη νάρκη.Ο καρδιακός ρυθμός και η αναπνοή επιβραδύνονται,η παροχή αίματος περιορίζεται και ορισμένα όργανα αναστέλλουν τη λειτουργία τους.
Εξοικονόμηση ενέργειας
Η χειμερία νάρκη έχει διπλό ενεργειακό όφελος: πρώτον, η πτώση της θερμοκρασίας του ζώου έρχεται πιο κοντά στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος απαιτώντας λιγότερη ενέργεια για την ομοιόσταση και,δεύτερον,οι περιορισμένες λειτουργίες των οργάνων απαιτούν επίσης λιγότερη ενέργεια.
Ζώα που πέφτουν σε νάρκη
Θηλαστικά (νυχτερίδες, αρκούδες, κτλ.), αμφίβια, πεταλούδες και άλλα έντομα,ερπετά (φίδια,χελώνες).
ΡΕΚΟΡ ΚΑΙ ΠΑΡΑΠΛΕΥΡΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ…
u Από το 1747 ο πλοίαρχος Φράνσις Σμιθ έγραφε στο ημερολόγιό του έκπληκτος για ένα είδος βατράχου που εκεί κοντά στον αρκτικό κύκλο όταν οι ημέρες άρχιζαν να μικραίνουν και το κρύο να γίνεται ανυπόφορο,ο οργανισμός έπαιρνε σύνθημα από τα άκρα του ζώου,στα οποία η θερμοκρασία έπεφτε πρώτα.Τότε το γλυκογόνο το αποθηκευμένο στο συκώτι έδινε γλυκόζη και αυτή κυκλοφορούσε στο αίμα δρώντας σαν αντιπηκτικό.Μαζί με αυτό έριχνε τους παλμούς της καρδιάς του και ελάττωνε τον ρυθμό της αναπνοής του αφήνοντας έκπληκτους τους ανθρώπους για την ικανότητα επιβίωσης ενός τόσο μικρού πλάσματος.Εκτοτε οι παρατηρήσεις συνεχίστηκαν και οι εκπλήξεις επίσης.
u Για κάποιο είδος σκίουρων της Καλιφόρνιας, για τους οποίους έγινε σχετική μελέτη,βρέθηκε ότι το 60%-70% των μόλις ενός έτους ζώων δεν θα σηκωθούν από τον βαθύ τους ύπνο και το ένα τρίτο των πιο μεγάλων θα έχουν την ίδια τύχη διότι το λίπος τους εξαντλείται προτού προλάβει να έλθει η άνοιξη.Και όπως είναι γνωστό,πολλές φορές στη διάρκεια της χειμωνιάτικης περιόδου ξυπνούν,σηκώνονται για λίγο,τρώνε έτσι ώστε να «επισκευάζονται» κάποια φθαρμένα κύτταρα και ναρκώνονται ξανά.
