Сплячка, стан заціпеніння, або «глибокого сну», що характеризується істотним зниженням температури тіла, енерговитрат і інтенсивності всіх фізіологічних процесів.
Тварин, здатних підтримувати температуру тіла за рахунок внутрішньої теплопродукції, називають ендотермнимі - на відміну від ектотермних, температура тіла яких залежить від температури навколишнього середовища. До Ендотерм відносяться в першу чергу все теплокровні, тобто ссавці і птиці (теплокровних і холоднокровних тварин нерідко називають відповідно гомойотермним і пойкілотермнимі). Впадають в сплячку теплокровних можна визначити як гетеротермние Ендотерм; гетеротермія означає періодичну зміну температури, в даному випадку - її падіння нижче рівня, відповідного активного способу життя.
Сплячка може бути сезонної. Найбільш відома зимова сплячка, або глибокого сну, що триває з осені по весну. Однак стан організму протягом усього цього часу не залишається незмінним. Епізоди заціпеніння з різким уповільненням фізіологічних процесів і максимальним падінням температури тіла чергуються з «відігрівання», коли внутрішня теплопродукція посилюється, і короткими «перепочинками» з високою температурою тіла і нормальним енергетичним обміном (нормотермние періоди).
У видів, що впадають в зимову сплячку, температура тіла зазвичай падає нижче 10 ° С. Мінімальна температура 3 ° С зафіксована у довгохвостих ховрахів, хоча у більшості особин цього виду вона не опускається нижче 5 ° С. Інтенсивність метаболізму (оцінюється по споживанню O2 і виділенню CO2 в одиницю часу) в стані заціпеніння знижується приблизно до 5% від рівня основного обміну і може не досягати навіть 1% рівня, властивого активно веде себе особини. Впадають в зимову сплячку ссавці, як правило, невеликі: їх маса не перевищує 10 кг, а в більшості випадків становить від 10 г до 1 кг.
Естівація - літня сплячка, пов'язана з сезонним дефіцитом води. У деяких ховрахів сплячка починається в самий жаркий час року і триває всю зиму, так що кордон між літньої і зимової сплячки у них провести важко. Залишається неясним, чи існують між двома цими станами фізіологічні відмінності, якщо не брати до уваги різницю в температурі тіла, яка жарким літом, очевидно, буде вище, ніж взимку.
Цей тип заціпеніння широко розповсюджений не тільки у ссавців, а й у птахів, і може відбуватися в будь-який час року. Уповільнення фізіологічних процесів при добовій сплячці не настільки значно, як при сезонної. Температура тіла зазвичай опускається приблизно до 18 ° С, хоча у деяких видів падає і нижче 10 ° С, а інтенсивність метаболізму становить близько третини рівня основного обміну. Заціпеніння такого роду триває завжди менше доби. Види, що впадають в зимову сплячку, можуть переживати такі ж короткі епізоди заціпеніння на початку і в кінці періоду сплячки, проте, судячи з усього, фізіологічний механізм тут інший, ніж при добовій сплячці, так як інтенсивність метаболізму, як правило, знижується набагато сильніше. В середньому тварини з добовою сплячкою дрібніше тих, у кого вона сезонна: маса більшості з них становить від 5 до 50 м
Ссавці і птахи. Раніше вважалося, що сезонна сплячка і заціпеніння властиві лише невеликій кількості ссавців і птахів, що мешкають в умовах холодного клімату. Однак постійно виявляються все нові гетеротермние види, причому зустрічаються вони від Арктики до тропіків.
Серед птахів в зимову сплячку, подібну до спостерігається у ссавців, впадає американський Бєлогорлов Козодой (Phalaenoptilus nuttallii). У періоди заціпеніння температура його тіла становить бл. 5 ° С, але кожні кілька діб на короткий час підвищується. Добова сплячка у птахів досить звичайна і у денних видів відбувається вночі; до таких видів відносяться, наприклад, голуби, Дрімлюги, колібрі, стрижі, ластівки, нектарніци і Манакін. У багатьох птахів ночами спостерігається т.зв. «Нічна гіпотермія», тобто невелике (більш слабке, ніж під час добової сплячки) уповільнення фізіологічних процесів і зниження температури тіла. Остання в цьому випадку падає приблизно на 5 ° С, а інтенсивність метаболізму буває трохи нижче рівня основного обміну або навіть йому відповідає, що, однак, становить близько половини інтенсивності метаболізму відпочиває вдень птиці. Нічна гіпотермія відзначена у синиць, в'юрків, горобців, білоочок, медососів і багатьох інших дрібних пернатих.
Серед ссавців сезонна сплячка відома у багатьох видів з усіх трьох підкласів. Вона спостерігається у яйцекладущей (однопрохідної) єхидні в Австралії і по крайней мере в двох родинах сумчастих - у австралійських поссумов-пігмеїв (Burramyidae) і чилійського опосума (Dromiciops australis, сімейство Microbiotheriidae) в Південній Америці. У підкласі плацентарних сезонна сплячка відома у представників загонів комахоїдних (їжаки), рукокрилих (комахоїдні кажани) та гризунів (соні, бабаки, бурундуки, ховрахи). Мабуть, літня сплячка властива деяким мадагаскарським приматам. Те, що прийнято вважати зимівлею у великих хижих (ведмедів, борсуків), насправді являє собою принципово інше фізіологічний стан і називається зимовим сном або зимової анорексією (втратою апетиту). Температура тіла в цьому випадку знижується всього на кілька градусів.
Добова сплячка широко поширена і серед невеликих звірків. Вона відома в кількох родинах сумчастих в Австралії (у хижих сумчастих, дрібних поссумов) і Південній Америці (у мишоподібних опосумів). З плацентарних в неї впадають комахоїдні (землерийки), кажани, крилани, примати (мишачі лемури), хижі (скунс, американський борсук), гризуни (білоногі хом'ячки, піщанки) і слонові землерийки.
Плазуни і інші тварини. Стан сезонного заціпеніння властиво не тільки ендотермним ссавців і птахів, але і широко поширене серед ектотермних хребетних (риб, земноводних, плазунів) і безхребетних (наприклад, комах і равликів). Однак у ектотермов це стан відрізняється тим, що тварина не здатна активно відігріватись за рахунок внутрішньої теплопродукції і цілком залежить від зовнішніх джерел тепла.
Безхребетним властиві різні форми заціпеніння зі значним зниженням інтенсивності обміну речовин. Деякі черевоногі молюски здатні при незмінній температурі знизити його на 90% в порівнянні з активним станом. За відсутності кисню швидкість метаболічних процесів у рачка артемії становить всього 0,002% від рівня, відповідного активного стану. Зимове заціпеніння у комах індукується низькою температурою навколишнього середовища, а літній є реакцією на дефіцит води і спеку. З іншого боку, виникає на певній стадії їх життєвого циклу диапауза, тобто період фізіологічного спокою і тимчасової зупинки розвитку, як правило, не пов'язана зі специфічними середовищні фактори, а запрограмована чисто генетично.
Переваги і недоліки. Основна перевага сплячки і інших розглянутих станів спокою полягає в тому, що вони дозволяють істотно знизити енерговитрати. Навіть якщо враховувати періодичні пробудження, ссавець під час зимової сплячки витрачає менше 15% тієї кількості енергії, яка потрібна була б йому для підтримки взимку нормальної температури тіла. Масштаби такої економії, ймовірно, найкраще ілюструє той факт, що багато впали в сплячку звірі протягом 5-7 місяців існують виключно за рахунок жирових запасів, накопичених перед настанням несприятливого сезону.
До потенційних недоліків довгострокового заціпеніння відноситься можливість загибелі від виснаження або осушення організму. Небезпеку становить також промерзання при екстремальному похолоданні або нестачі енергетичних резервів, необхідних для терморегуляції. У період глибокої сплячки тварини нерухомі, а значить, беззахисні перед хижаками. До негативних наслідків сезонної сплячки відносяться також ослаблення імунітету і атрофія скелетної мускулатури.
Регулюючі чинники. Наступ зимової сплячки у багатьох видів визначається сезонною зміною фотоперіоду, тобто співвідношення світлого і темного часу доби. Скорочення довготи дня індукує зменшення розмірів органів розмноження у тварин і початок їх підготовки до глибокого сну. Однак не всім видам властивий фотопериодизм. Наприклад, у багатьох ховрахів спостерігається чіткий цірканнуальние (окологодічний) біоритм, який визначає сезон сплячки в загальному незалежно від фотоперіоду. Для ряду видів, що живуть в місцях проживання з непередбачуваними коливаннями факторів середовища, характерна нерегулярна сплячка. Вони здатні впадати в тривалий заціпеніння в будь-який час року, коли умови стають несприятливими для активної життєдіяльності.