Торпор¶

Торпор — это состояние резко сниженной физиологической активности у животных, характеризующееся понижением температуры тела, замедлением метаболизма и снижением реакции на внешние раздражители. В отличие от спячки, торпор, как правило, кратковременный (от нескольких часов до нескольких суток) и может возникать ежедневно или сезонно. Термин происходит от латинского torpor — оцепенение, окоченение.

¶Физиологические механизмы

Основу торпора составляет управляемое снижение интенсивности обмена веществ. Животное сознательно (в ответ на сигналы нервной системы) снижает заданную точку терморегуляции в гипоталамусе. Это приводит к тому, что температура тела падает до уровня температуры окружающей среды или немного выше (у гетеротермных животных). Сердечный ритм замедляется, дыхание становится редким и поверхностным. Например, у колибри в состоянии торпора частота сердечных сокращений может падать с 500–600 ударов в минуту до 50, а температура тела — с 40 °C до 10–15 °C.

Ключевое отличие от гибернации (зимней спячки) — продолжительность и глубина. Торпор длится не более нескольких часов и часто прерывается периодами нормальной активности. Спячка же может продолжаться неделями и месяцами. Однако торпор может быть фазой, предшествующей глубокой спячке, или использоваться для переживания неблагоприятных условий в течение короткого времени (например, холодной ночи).

¶Классификация и виды

В зависимости от продолжительности и целей выделяют несколько форм торпора:

• Суточный (дневной) торпор. Характерен для мелких животных с высоким уровнем метаболизма, которые не могут поддерживать постоянную температуру тела в условиях нехватки пищи. Наиболее известен у колибри, колибри-отшельников, некоторых видов летучих мышей и мелких грызунов. Ночью или в период отсутствия корма они впадают в оцепенение, экономя до 90 % энергии.
• Сезонный торпор. Более продолжительное состояние, наблюдающееся в холодное время года. Встречается у бурых медведей (хотя их состояние часто называют спячкой, физиологически это скорее зимний сон с элементами торпора), енотов, барсуков, а также у некоторых видов сусликов и тушканчиков. В отличие от истинной спячки, температура тела у таких животных снижается незначительно (на 2–5 °C), и они могут просыпаться для приёма пищи.
• Торпор при неблагоприятных условиях (эстивация). Летнее оцепенение, возникающее в ответ на высокие температуры и засуху. Встречается у пустынных грызунов, некоторых земноводных и улиток. Позволяет пережить период дефицита воды и корма.

¶Распространение среди животных

Торпор — широко распространённая адаптация, встречающаяся у разных таксономических групп:

• Птицы: колибри, стрижи, козодои (например, белогорлый козодой впадает в торпор при недостатке насекомых).
• Млекопитающие: летучие мыши, землеройки, тенреки, мышиные лемуры, некоторые приматы (карликовые лемуры Мадагаскара).
• Сумчатые: мелкие сумчатые, такие как сумчатая мышь и карликовые опоссумы.
• Рептилии и амфибии: у них торпор проявляется в виде холодового или теплового оцепенения (брумация у рептилий).
• Беспозвоночные: насекомые (например, божьи коровки при зимовке), улитки, некоторые рыбы (в состоянии анабиоза при пересыхании водоёмов).

¶Значение и функции

Основная функция торпора — энергосбережение. Поддержание высокой температуры тела требует больших затрат энергии, особенно у мелких животных с большой поверхностью тела относительно массы. В условиях нехватки пищи, холода или жары переход в торпор позволяет выжить за счёт внутренних запасов (жира) в течение нескольких часов или дней.

Кроме того, торпор помогает избежать хищников: неподвижное и оцепеневшее животное менее заметно. У некоторых видов наблюдается социальный торпор, когда животные (например, летучие мыши) собираются в группы, чтобы снизить потери тепла и повысить эффективность оцепенения.

¶Торпор у человека и в медицине

В естественных условиях торпор у человека не встречается. Однако изучение механизмов этого состояния имеет прикладное значение для медицины и космонавтики. Индуцированная гипотермия (искусственное снижение температуры тела) используется в хирургии для защиты мозга при операциях на сердце и сосудах. Ведутся исследования по введению человека в состояние искусственного торпора (так называемый «стазис») для длительных космических полётов, что позволило бы снизить потребление ресурсов и уменьшить негативное влияние невесомости. Эксперименты на животных (мышах, свиньях) показывают возможность безопасного перевода в подобное состояние на несколько часов.

¶Отличия от смежных состояний

Торпор часто путают со спячкой и анабиозом. Принципиальные различия:

• Анабиоз — полная остановка жизнедеятельности с обратным восстановлением, характерен для простейших, семян, спор. Метаболизм практически отсутствует.
• Спячка (гибернация) — длительное (недели, месяцы) состояние с глубоким снижением температуры тела (до 2–5 °C) и метаболизма (на 95–99 %). Сопровождается циклическими пробуждениями.
• Торпор — короткое (часы) и менее глубокое состояние, при котором животное может быстро проснуться при опасности или потеплении.

¶Интересные факты

• Колибри — единственные птицы, способные впадать в настоящий торпор. Ночью их температура тела может падать до 3–5 °C, а сердце биться с частотой всего 20 ударов в минуту.
• У некоторых видов летучих мышей торпор может длиться до 80 часов подряд, что позволяет им переживать длительные периоды дождя, когда насекомые недоступны.
• В состоянии торпора животные теряют способность к обучению и формированию памяти, однако после пробуждения эта способность полностью восстанавливается.

¶Источники

• Шмидт-Нильсен К. «Физиология животных. Приспособление и среда» (в 2 книгах). М.: Мир, 1982.
• Гептнер В. Г., Наумов Н. П. «Млекопитающие Советского Союза». М.: Высшая школа, 1961.
• Carey H. V., Andrews M. T., Martin S. L. «Mammalian hibernation: cellular and molecular responses to depressed metabolism and low temperature». Physiological Reviews, 2003.
• Geiser F. «Metabolic rate and body temperature reduction during hibernation and daily torpor». Annual Review of Physiology, 2004.