How does hibernation work? - Sheena Lee Faherty

Перекладач: Anna Levchenko Утверджено: Khrystyna Romashko

На борту космічного корабля астронавти встановлюють таймер,

Onboard the spacecraft, the astronauts preset the timer,

enclose themselves in capsules,

розміщуються в капсулах,

and fall into a deep hibernation

і впадають в глибокий сон,

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

що перенесе їх на кілька сотень років у майбутнє.

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

Це звична сцена у багатьох науково-популярних фільмах,

but could humans ever actually hibernate in real life?

але чи може людина насправді впадати в сплячку в реальному житті?

Researchers interested in this question turn to the animal kingdom,

Дослідники, зацікавлені цим питанням, звернулись до тваринного царства,

where hibernation is commonplace,

де зимова сплячка - це звична річ,

occurring in over 200 species that we know of.

що зустрічається в більш, ніж 200 видів, про які ми знаємо.

Take the Arctic ground squirrel.

Погляньте на арктичну земляну білку.

Native to the North American tundra and northern Russia,

Поширена в північноамериканській тундрі і північній Росії,

this animal burrows beneath the permafrost

ця тварина риє нору у вічнозамерзлому ґрунті

and slips into a state of suspended animation,

і потрапляє в стан призупиненої активності,

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

її температура тіла падає до холодних -2,9 градусів за Цельсієм.

Others, like the female black bear, can multitask,

Інші, як самки чорного ведмедя, здатні на багатозадачність,

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

народжуючи і годуючи, коли вони в зимовій сплячці взимку.

The fat-tailed dwarf lemur prepares for its long dormancy

Товстохвостий карликовий лемур готується до свого довгого спокою

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

об'їдаючись та зберігаючи більшість запасів жирів у своєму хвості,

doubling its body weight.

подвоюючи вагу свого тіла.

After hibernation, it emerges looking as svelte as ever.

Після зимової сплячки він такий же стрункий, як і раніше.

So why do these animals go to such extremes?

Так чому ж ці тварини ідуть на такі крайнощі?

Hibernation is a necessity,

Зимова сплячка - це необхідність,

a survival tactic for making it through the harsh winter months

тактика виживання суворими зимовими місяцями,

when dwindling food and water reserves threaten survival.

коли зменшується кількість їжї і запасів води, що загрожує виживанню.

For many years, experts believed hibernation happened

Протягом багатьох років експерти вважали, що зимова сплячка - це явище,

only in arctic and temperate environments.

характерне лише в арктичних і помірних середовищах.

But more recently, they’ve discovered animals hibernating

Але нещодавно вони виявили, що тварини впадають в сплячку

even in arid deserts and tropical rainforests.

навіть в засушливих пустелях і тропічних лісах.

As hibernation kicks in,

Коли починається зимова сплячка,

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

серцебиття тварин зазвичай сповільнюється до 1-3% від його початкової швидкості,

like the dwarf lemur’s,

як у карликових лемурів,

which drops from its usual roughly 180 beats per minute

серцебиття яких сповільнюється зі звичайних 180 ударів на хвилину

to just around four.

до лише біля 4.

Breathing also declines dramatically

Дихання також різко сповільнюється

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

до одного подиху кожні 10-21 хвилин у випадку лемура.

And black bears, like most hibernators,

І чорним ведмедям, як більшості зимосплячих тварин,

don’t urinate or defecate the entire hibernation season.

не властиве сечовипускання та випорожнення впродовж всього сплячого сезону.

Hibernating animals appear to stay alive

Сплячі тварини залишаються живими,

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

маючи достатньо крові і кисню, що рухається по їх тілу.

And scans of hibernating animals reveal that their brain activity

І сканування зимуючих тварин виявляє, що їх мозкова активність

has just about flat-lined.

є приблизно рівномірною.

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

Але сплячка - це не довге дрімання взимку.

As far as researchers know,

Наскільки відомо дослідникам,

in lemurs and ground squirrels anyway,

все ж таки лемури і земляні білки

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

навіть не сплять більшість часу.

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

Сплячка, насправді, складається з регулярних періодів зниженого обміну речовин

and body temperature known as torpor.

і температури тіла, відомих як "торпор".

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

Тварини можуть бути в торпорі від кількох днів до п'яти тижнів,

after which they resume normal metabolic rate and body temperature

після чого вони відновлюють нормальний рівень метаболізму і температуру тіла

for about 24 hours,

приблизно на 24 години

before going back into torpor again.

перед тим, як знову ввійти в торпор.

The phenomenon is known as an interbout arousal,

Це явище відоме як пробудження

and why it occurs is still a mystery.

і причина його залишається таємницею.

The behaviors inherent in hibernation,

Поведінка, властива в зимовій сплячці,

like going five weeks without sleep,

схожа до поведінки після п'яти тижнів без сну,

or dropping to near-freezing body temperatures

або зниження температури тіла майже до замерзання

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

буде потенційно смертельною для несплячих видів, як ми.

To find out how hibernators are able to do this,

Щоб з'ясувати, як зимосплячі тварини здатні це робити,

researchers turned their attention to those animal’s genomes.

дослідники звернули свою увагу на геноми цих тварин.

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

Поки що вони виявили, що сплячка контролюється генами,

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

які вимикають і вмикають унікальні схеми протягом усього року,

fine-tuning the hibernator’s physiology and behavior.

точну настройку фізіології зимосплячої тварини та поведінку.

For example, ground squirrel, bear and dwarf lemur studies

Наприклад, дослідження земляної білки, ведмедя і карликового лемура

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

виявили, що ці тварини здатні вмикати гени,

that control fat metabolism

які контролюють метаболізм жиру

precisely when they need to use their fat stores

саме тоді, коли їм потрібно використати їх запаси

as fuel to survive long periods of fasting.

як паливо, щоб вижити в довгих періодах голодування.

And the genes in question are present in all mammals,

І ці гени присутні у всіх ссавців,

which means that researchers could study hibernating mammals

що може означати, що дослідники можуть вивчати сплячих ссавців,

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

щоб побачити, як їх унікальний контроль фізіології може допомогти людям.

Understanding how hibernators deal with reduced blood flow

Розуміння того, як тварини справляються з зниженим кровотоком,

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

може призвести до кращого лікування, щоб захистити мозок під час інсульту.

Figuring out how these animals avoid muscle deterioration

Дослідження того, як ці тварини уникають руйнування м'язів

might improve the lives of bedridden patients.

може покращити життя людей, прикутих до ліжка.

And studying how hibernating animals control their weight with ease

І вивчення того, як сплячі тварини контролюють свою вагу з легкістю

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

допоможе зрозуміти зв'язок між обміном речовин і збільшенням ваги у людей.

And yes, more research in this area

І так, більше досліджень у цій галузі

might someday make human hibernation a real possibility.

може коли-небудь зробити людську зимову сплячку реальністю.

Imagine our surprise if the key to intergalactic travel

Уявіть наше здивування, якщо ключем до міжгалактичної поїздки

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

виявляться земляні білки, чорні ведмеді і карликові лемури.