How does hibernation work? - Sheena Lee Faherty

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Natalia Ost

Onboard the spacecraft, the astronauts preset the timer,

На борту космического корабля астронавты настраивают таймер,

enclose themselves in capsules,

укладываются в капсулы

and fall into a deep hibernation

и впадают в длительную спячку,

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

после которой они проснутся в будущем несколько сотен лет спустя.

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

Всё это знакомый сюжет многих научно-фантастических фильмов,

but could humans ever actually hibernate in real life?

но смогут ли люди когда-нибудь впадать в спячку в реальной жизни?

Researchers interested in this question turn to the animal kingdom,

Учёные, которых интересует ответ на этот вопрос,

where hibernation is commonplace,

ищут его в царстве животных, где спячка, или гибернация,

occurring in over 200 species that we know of.

явление распространённое и наблюдается у более 200 известных видов.

Take the Arctic ground squirrel.

Взять хотя бы американского суслика.

Native to the North American tundra and northern Russia,

Ареал этого зверька охватывает северо-американскую тундру и север России,

this animal burrows beneath the permafrost

суслики строят норы ниже уровня вечной мерзлоты

and slips into a state of suspended animation,

и впадают в состояние оцепенения,

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

при этом температура тела у них резко падает до -2,9 градуса Цельсия.

Others, like the female black bear, can multitask,

Другие животные, например, чёрная медведица-барибал способна во сне

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

делать зимой несколько дел одновременно: рожать медвежат и выкармливать их.

The fat-tailed dwarf lemur prepares for its long dormancy

Толстохвостый лемур готовится к длинной спячке,

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

поедая в больши́х количествах пищу и откладывая почти всё про запас в хвосте,

doubling its body weight.

отчего хвост весит в два раза больше туловища.

After hibernation, it emerges looking as svelte as ever.

После выхода из спячки зверёк вновь обретает нормальный вес.

So why do these animals go to such extremes?

Зачем же животным подвергать себя таким испытаниям?

Hibernation is a necessity,

Гибернация необходима, главным образом,

a survival tactic for making it through the harsh winter months

в качестве стратегии по выживанию в условиях суровых зимних месяцев,

when dwindling food and water reserves threaten survival.

когда скудных запасов пищи и воды недостаточно для жизни.

For many years, experts believed hibernation happened

Очень долго считалось, что в спячку впадают только животные,

only in arctic and temperate environments.

которые водятся в арктическом и умеренном климатических поясах.

But more recently, they’ve discovered animals hibernating

Однако недавно обнаружили, что в спячку впадают

even in arid deserts and tropical rainforests.

даже обитатели засушливых пустынь и тропических джунглей.

As hibernation kicks in,

Как только наступает гибернация,

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

сердцебиение животного обычно постепенно замедляется до 1–3% от нормальной частоты,

like the dwarf lemur’s,

например, частота сердцебиения карликовых лемуров

which drops from its usual roughly 180 beats per minute

падает с обычных 180 до почти 4 ударов в минуту.

to just around four.

Breathing also declines dramatically

Также резко снижается частота дыхания,

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

в нашем примере с лемурами она составляет 1 вдох на каждые 10–20 минут.

And black bears, like most hibernators,

Барибалы, как и почти все животные, впадающие в спячку,

don’t urinate or defecate the entire hibernation season.

в период гибернации не мочатся и не опорожняют кишечник.

Hibernating animals appear to stay alive

Впавшие в спячку животные сохраняют такие признаки жизни,

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

как кровообращение и циркуляцию кислорода в организме.

And scans of hibernating animals reveal that their brain activity

При этом томографические исследования впавших в спячку животных

has just about flat-lined.

фиксируют полное отсутствие активности мозга.

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

Однако гибернация — это не просто долгий сон зимой.

As far as researchers know,

Насколько известно учёным,

in lemurs and ground squirrels anyway,

по крайней мере у лемуров и сусликов,

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

бо́льшую часть времени вообще не наблюдается сна.

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

Спячка представляет собой регулярно чередующиеся периоды снижения

and body temperature known as torpor.

обмена веществ и температуры тела, получившие название «анабиоз».

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

Животные впадают в анабиоз на срок от нескольких дней и до пяти недель,

after which they resume normal metabolic rate and body temperature

после чего примерно на сутки их организм возвращается

for about 24 hours,

к нормальному обмену веществ

и восстанавливается нормальная температура тела,

before going back into torpor again.

The phenomenon is known as an interbout arousal,

а затем вновь наступает оцепенение.

Данное явление получило название периода пробуждения,

and why it occurs is still a mystery.

а причины его появления до сих пор остаются загадкой.

The behaviors inherent in hibernation,

Похожая на гибернацию жизнедеятельность,

like going five weeks without sleep,

например, обходиться без сна в течение пяти недель

or dropping to near-freezing body temperatures

или снизить температуру тела до отметки замерзания воды

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

для не впадающих в спячку организмов, таких как мы, оказалась бы смертельной.

To find out how hibernators are able to do this,

Чтобы узнать, как спячку переносят животные,

researchers turned their attention to those animal’s genomes.

учёные обращают внимание на их соответствующие геномы.

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

На сегодняшний день им удалось установить, что за спячку отвечают гены,

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

которые особым способом включаются и выключаются в течение всего года,

fine-tuning the hibernator’s physiology and behavior.

и тонко регулируют физиологию и поведение животного.

For example, ground squirrel, bear and dwarf lemur studies

Например, исследования сусликов, барибалов и карликовых лемуров

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

выявили, что эти животные способны включать гены,

контролирующие жировой обмен в организме

that control fat metabolism

precisely when they need to use their fat stores

именно в тот момент, когда необходимо накопить запас жировой ткани,

as fuel to survive long periods of fasting.

которая служит источником выживания в течение длительного зимнего голода.

And the genes in question are present in all mammals,

Данный тип генов имеется у всех млекопитающих,

which means that researchers could study hibernating mammals

следовательно, перед учёными стоит задача изучить впадающих в спячку животных,

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

чтобы выявить уникальный механизм регулирования физиологии,

Understanding how hibernators deal with reduced blood flow

который принесёт пользу людям.

Понимание того, как во время спячки они снижают интенсивность кровообращения,

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

может помочь в сохранении мозга при инсульте.

Figuring out how these animals avoid muscle deterioration

Изучение того, как животные могут сохранить от разрушения мышечную ткань,

might improve the lives of bedridden patients.

позволит существенно облегчить участь прикованных к постели пациентов.

And studying how hibernating animals control their weight with ease

А постижение сути механизма регулирования веса своего тела

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

прольёт свет на взаимосвязь метаболизма с набором веса у людей.

And yes, more research in this area

И наконец дальнейшие исследования данного явления

might someday make human hibernation a real possibility.

когда-нибудь позволят воплотить в реальность гибернацию у людей.

Imagine our surprise if the key to intergalactic travel

Только представьте, что путь к межгалактическим путешествиям

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

фактически проложат суслики, медведи и карликовые лемуры.