How does hibernation work? - Sheena Lee Faherty

Translator: sadegh zabihi Reviewer: Mary Jane

Onboard the spacecraft, the astronauts preset the timer,

در سفینه فضایی، فضانورد ساعت را کوک می‌کند،

enclose themselves in capsules,

خود را در کپسولی حبس می‌کند،

and fall into a deep hibernation

و به یک خواب زمستانی عمیق فرو می‌رود

that’ll carry them several hundred years into the future.

که او را به چند صد سال آینده می‌برد.

This is a familiar scene in many sci-fi films,

این یک صحنه آشنا در بسیاری از فیلم‌های علمی تخیلی است،

but could humans ever actually hibernate in real life?

اما آیا انسان‌ها هرگز خواهند توانست در زندگی واقعی به خواب زمستانی بروند؟

Researchers interested in this question turn to the animal kingdom,

محققانی که به این موضوع علاقه‌مند بودند به سوی قلمرو حیوانات رفتند،

where hibernation is commonplace,

جایی که خواب زمستانی رواج دارد،

occurring in over 200 species that we know of.

و در بیش از ۲۰۰ گونه که ما می‌شناسیم وجود دارد.

Take the Arctic ground squirrel.

سنجاب زمینی قطب شمال را در نظر بگیرید.

Native to the North American tundra and northern Russia,

این جانور که بومی توندرای آمریکای شمالی و شمال روسیه است،

this animal burrows beneath the permafrost

در اعماق منجمد زمین لانه می‌کند

and slips into a state of suspended animation,

و به حالت تعلیق حیات می‌رود،

its body temperature plummeting to a frigid -2.9 degrees Celsius.

و دمای بدنش تا دمای انجماد ۲/۹- درجه سانتی‌گراد اُفت می‌کند.

Others, like the female black bear, can multitask,

دیگران، مثل خرس سیاه ماده، می‌توانند چند کار را با هم انجام دهند،

giving birth and lactating while they’re hibernating through the winter.

در حالی که در خواب زمستانی هستند می‌توانند بچه به دنیا بیاورند و به او شیر بدهند.

The fat-tailed dwarf lemur prepares for its long dormancy

لمور کوتوله دم کلفت،

by gorging on food and storing the majority of its fat reserves in its tail,

با پرخوری کردن و ذخیره بیشترِ چربی غذا در دمش،

doubling its body weight.

که وزنش را دو برابر می‌کند، برای خواب درازش آماده می‌شود.

After hibernation, it emerges looking as svelte as ever.

بعد از خواب زمستانی، او همان طور که همیشه بوده ظاهر می‌شود.

So why do these animals go to such extremes?

پس چرا این حیوانات چنین افراط و تفریط می‌کنند؟

Hibernation is a necessity,

خواب زمستانی لازم است،

a survival tactic for making it through the harsh winter months

یک ترفند نجات برای دوام آوردن در ماه‌های سخت زمستان

when dwindling food and water reserves threaten survival.

که کاهش منابع آب و غذا بقا را تهدید می‌کند.

For many years, experts believed hibernation happened

برای سال‌های زیادی، متخصصان گمان می‌کردند که خواب زمستانی

only in arctic and temperate environments.

تنها در مناطق قطبی و سردسیر وجود دارد.

But more recently, they’ve discovered animals hibernating

اما اخیراً، حیواناتی را کشف کرده‌اند

even in arid deserts and tropical rainforests.

که حتی در بیابان‌های خشک و جنگ‌های بارانی گرمسیر هم به خواب زمستانی فرومی‌روند.

As hibernation kicks in,

وقتی خواب زمستانی شروع می‌شود،

animals’ heartbeats usually slow to about 1 to 3% of their original speed,

ضربان قلب حیوانات معمولاً تا ۱ تا ۳٪ میزان اصلی پایین می‌آید،

like the dwarf lemur’s,

مثل لمور کوتوله،

which drops from its usual roughly 180 beats per minute

که از تعداد اصلی ۱۸۰ بار در دقیقه

to just around four.

به حدود چهار می‌رسد.

Breathing also declines dramatically

تنفس هم به شدت افت می‌کند

to just one breath every 10 to 21 minutes in the lemur’s case.

و در لمور به تنها یک بار تنفس در هر ۱۰ تا ۲۱ دقیقه می‌رسد.

And black bears, like most hibernators,

و خرس‌های سیاه، مثل بیشتر حیواناتی که زمستان به خواب می‌روند،

don’t urinate or defecate the entire hibernation season.

در تمام فصل خواب زمستانی ادرار یا مدفوع نمی‌کنند.

Hibernating animals appear to stay alive

پستاندارانی که به خواب زمستانی می‌روند

by having just enough blood and oxygen moving around their bodies.

با جریان خون و اکسیژن درست به میزان کافی در بدن‌شان، زنده می‌مانند.

And scans of hibernating animals reveal that their brain activity

و اسکن حیوانات در خواب زمستانی نشان می‌دهد

has just about flat-lined.

که فعالیت مغزی آنها تنها کمی با خط صاف فاصله دارد.

But hibernation isn’t a long winter’s nap.

اما خواب زمستانی یک خواب طولانی در زمستان نیست.

As far as researchers know,

تا جایی که دانشمندان می‌دانند،

in lemurs and ground squirrels anyway,

به هر حال در لمور و سنجاب زمینی،

the animals aren’t even sleeping for most of it.

حیوان حتی در بیشتر این مدت حتی خواب هم نیست.

Hibernation is actually made up of regular bouts of reduced metabolic rate

خواب زمستانی در واقع حاصل دوره‌های معمول کاهش متابولیسم

and body temperature known as torpor.

و دمای بدن است که مرگ کاذب نامیده می‌شود.

Animals can be in torpor for a few days to five weeks,

حیوانات می‌توانند برای چند روز یا چند هفته دچار مرگ کاذب شوند،

after which they resume normal metabolic rate and body temperature

و بعد از آن پیش از آنکه دوباره وارد مرگ کاذب شوند

for about 24 hours,

نرخ سوخت و ساز و دمای بدن را،

before going back into torpor again.

برای ۲۴ به حالت طبیعی برمی‌گردانند.

The phenomenon is known as an interbout arousal,

این پدیده انگیختگی میان‌دوره نام دارد،

and why it occurs is still a mystery.

و علت وقوع آن هنوز یک راز است.

The behaviors inherent in hibernation,

رفتارهای طبیعی در خواب زمستانی،

like going five weeks without sleep,

مثل پنج هفته نخوابیدن،

or dropping to near-freezing body temperatures

یا پایین آمدن دمای بدن تا نقطه انجماد

would be potentially fatal to non-hibernating species like us.

به طور بالقوه برای گونه‌هایی که مثل ما خواب زمستانی ندارند، مرگبار هستند.

To find out how hibernators are able to do this,

برای درک اینکه چطور حیوانات این کار را می‌کنند،

researchers turned their attention to those animal’s genomes.

دانشمندان توجه خود را به ژن‌های آنها معطوف کرده‌اند.

So far, they’ve discovered that hibernation is controlled by genes

تا کنون متوجه شده‌اند که خواب زمستانی توسط ژن‌هایی کنترل می‌شود

that turn off and on in unique patterns throughout the year,

که با الگوهای خاصی در طول سال خاموش و روشن می‌شوند،

fine-tuning the hibernator’s physiology and behavior.

و فیزیولوژی و رفتار جانور را به طور مناسب تنظیم می‌کنند.

For example, ground squirrel, bear and dwarf lemur studies

به طور مثال، مطالعه بر روی سنجاب زمینی، خرس و لمور کوتوله

have revealed that these animals are able to turn on the genes

نشان داده است که این حیوانات می‌توانند ژن‌هایی را روشن کنند

that control fat metabolism

که بر سوخت و ساز چربی اثر دارند

precisely when they need to use their fat stores

درست زمانی که برای بقا به مصرف ذخیره چربی خود

as fuel to survive long periods of fasting.

به عنوان سوخت در دوران روزه‌داری نیاز دارند.

And the genes in question are present in all mammals,

و ژن‌های مورد سوال در همه پستانداران وجود دارند،

which means that researchers could study hibernating mammals

و این یعنی دانشمندان می‌توانند پستاندارانی که خواب زمستانی دارند را مطالعه کنند

to see how their unique control of physiology might help humans.

و ببینند کنترل خاص آنها بر فیزیولوژی چطور می‌تواند به انسان‌ها کمک کند.

Understanding how hibernators deal with reduced blood flow

درک اینکه حیوانات در خواب زمستانی چطور با کاهش جریان خون کنار می‌آیند

could lead to better treatments for protecting the brain during a stroke.

ممکن است به روش‌های بهتر محافظت از مغز در هنگام سکته منجر شود.

Figuring out how these animals avoid muscle deterioration

یافتن اینکه این حیوانات چطور از تحلیل رفتن ماهیچه‌ها جلوگیری می‌کنند

might improve the lives of bedridden patients.

می‌تواند به بهبود زندگی بیماران زمین‌گیر کمک کند.

And studying how hibernating animals control their weight with ease

و مطالعه اینکه چطور حیواناتی که به خواب زمستانی می‌روند

به راحتی می‌توانند وزن‌شان را کنترل کنند

could illuminate the relationship between metabolism and weight gain in humans.

می‌تواند رابطه سوخت و ساز و افزایش وزن انسان را مشخص کند.

And yes, more research in this area

و بله، با تحقیق بیشتر در این زمینه

might someday make human hibernation a real possibility.

ممکن است روزی خواب زمستانی انسان به یک واقعیت تبدیل شود.

Imagine our surprise if the key to intergalactic travel

تصور کنید چقدر شگفت‌زده خواهیم شد اگر کلید سفر بین کهکشانی

turns out to be ground squirrels, black bears, and dwarf lemurs.

سنجاب زمینی، خرس سیاه، و لمور کوتوله باشد.