Механизмы зимней спячки и холодоустойчивости зимоспящих беличьих Якутии
Abstract
The report presents a study of hibernation mechanisms in Sqiuridae family in Yakutia in conditions of the natural temperature. The next three points are considered: the rhythm of winter hibernation and mechanisms of its forming; the intensity of metabolism and mechanisms of its regulation; winter hibernation of Squiridae in Yakutia with body temperature below zero degrees Celsius. A winter hibernation of winter-hibernating Sciuridae of Yakutian consists of successive intervals of normothermia and hypothermia. Unlike the relative species living in warmer climate they have longer hibernating period and longer maximum length of the stupor duration. In a state of hypothermia, metabolism is reduced in 80-100 times in chipmunks, 100 130 times in gophers and 30-50 times in marmot. The temperature dependence of metabolism is present. The blackcapped marmot and two gopher species have minimum metabolism level in the range of near zero temperatures. The chipmunk has it slightly higher. Black-capped marmot, Long-tailed and Arctic ground squirrels are capable to be in hibernation with a body temperature below zero, the ground squirrels to 2 below zero and Black-capped marmot to 1 below zero degrees Celsius.
About the Author
Андрей Иванович Ануфриев
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Ларионов П.Д. Экологические наблюдения над якутским длиннохвостым сусликом // Зоол. журн.– 1943. – T.22, вып. 2. – C. 234–246.
2. Ларионов П.Д. Мелкие грызуны Мегино-Кангаласского района и их стациальное распределение // Уч. записки ЯГУ.– 1954, вып. 3.– С. 69–92.
3. Лабутин Ю.В., Соломонов Н.Г. Плодовитость в некоторых популяциях длиннохвостого суслика Якутии // Уч. записки ЯГУ. –1967. – Вып. 17. – С. 54–58.
4. Винокуров В.Н. Опыт изучения некоторых эколого-морфологических особенностей длиннохвостых сусликов Якутии: дис. …к.б.н. – Томск, 1970. – 136 с.
5. Тавровский и др. Млекопитающие Якутии / В.А. Тавровский, О.В. Егоров, В.Г. Кривошеев и др. – М.: Наука, 1971. – 660 с.
6. Соломонов Н.Г. Очерки популяционной экологии грызунов и зайца-беляка в Центральной Якутии. – Якутск, 1973. – 248 с.
7. Соломонов Н.Г. Сезонные аспекты экологии и физиологии грызунов и зайца-беляка в Центральной Якутии // Эколого-биологические исследования высоких широт. – Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1976. – С.3–14.
8. Винокуров В.Н., Ахременко А.К. Популяционная экология длиннохвостых сусликов Якутии. – Якутск, 1982. – 164 с.
9. Калабухов Н.И., Попков А.Ф., Шейкина Н.В. Изменчивость некоторых эколого-физиологических признаков у разных популяций сибирского длиннохвостого суслика (Citellus undulatus Pall.) // Экология. – 1976. – №3. – C.44–54.
10. Калабухов Н.И., Попков А.Ф., Сердюк В.А. и др. Адаптивное значение сезонных изменений жировых запасов у грызунов семейства беличьих (Scuridae), впадающих в спячку и активных в течение года // Общая биология. – 1980. – Т.41, № 1. – C. 88–103.
11. Ахременко А.К., Ануфриев А.И. Вариант метода исследования газообмена в открытой системе. Вид и его продуктивность в ареале: тез. докл. IV Всесоюзн. совещания. Ч.1. Млекопитающие (насекомоядные, грызуны). – Свердловск,1984. – С.4–5.
12. Ануфриев А.И., Соломонова Т.Н., Турпанов А.А., Соломонов Н.Г. Экологические механизмы формирования биологических ритмов у зимоспящих семейства Sciuridae северо-востока Сибири // Экология. –2005. –№ 5. – С. 343–348.
13. Ануфриев А.И. Экспериментальное исследование экологии зимней спячки (на примере Citellus undulates Pallas,1778): автореф. дис . … к.б.н. – М., 1988. – 17 с.
14. Ануфриев А.И., Ядрихинский В.Ф., Исаев А.П. Изменения температуры тела у животных различной экологической специализации в годовом цикле // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. – 2007. – Т.43, №3. – С.365.
15. Ануфриев А.И. Механизмы зимней спячки мелких млекопитающих Якутии. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. – 158 с.
16. Ануфриев А.И. Динамика массы тела у сусликов (Citellus undulatus) в спячке // Экология. – 2002. –
17. № 1. – С.73–76.
18. Ануфриев А.И. Экологические механизмы температурных адаптаций млекопитающих и зимующих птиц Якутии. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. – 216 с.
19. Ахременко А.К., Ануфриев А.И., Соломонов Н.Г. и др. Зимняя спячка при температуре ниже нуля
20. // Сибирский экологический журнал. – 1998. – № 3– 4. – С. 347–352.
21. Васильев В.Н. Особенности зимней спячки черношапочного сурка (M. camtschatica) в Якутии // Зоол. журн. – 2000. – Т. 79, № 9. – С. 1114–1123.
22. Ortmann S., Heldmaier G. Regulation of body temperature and energy requirements of hibernating Alpine marmots (Marmota marmota) // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. – 2000. – Vol. 278, № 3. – P.698–704.
23. Hut R.A., Barnes B.M., Daan S. Body temperature patterns before, during, and after semi-natural hibernation in the European ground squirrel // J. Comp. Physiol. [B]. –2002. – Vol. 172(1). – P. 47–58.
24. Васильев В.Н. Экология зимней спячки черношапочного сурка (Marmota camchatica P.1811): автореф. дис….к.б.н. – М., 1989. – 22 с.
25. Johnson,1931; цит. по Калабухову, 1986; Калабухов Н.И. Спячка млекопитающих как сочетание энергетического баланса организма и естественного отбора // Эволюционные аспекты гипобиоза и зимней спячки. – Л.: Наука,1986. – С. 6–17.
26. French A.R. Allometries of the duration of torpid and euthermic intervals during mammalian hibernation: a test of the theory of metabolic control of the timing of changes in body temperature // J. Comp. Physiol. [B]. – 1985. – Vol. 156. – P. 13–19.
27. Lyman Ch. P., Willis J.S., Malan A., Wang L.C.H. Hibernation and torpor in mammals and birds. – N.Y. – L.: Acad. Press, 1982. – 318 p.
28. Tøien O., Drew K. L., Chao M. L. and Rice M. E. Ascorbate dynamics and oxygen consumption during arousal from hibernation in Arctic ground squirrels // Am. J. Physiol. Reg. Integr. Comp.Physiol.–2001. – Vol.281. –Р.572–583.
29. Osborne P. G., Hashimoto M. State-dependent regulation of cortical blood flow and respiration in hams ters: Response to hypercapnia during arousal from hibernation // J. Physiol. – 2003. – Vol. 547. – P. 963 –970.
30. Twenty J. W. and Twenty J. А. Autonomic regulation of hibernation by Citellus and Eptesicus // Strategies in the Cold: Natural Torpor and Thermogenesis. – New York: Acad. Press., 1978. – Р. 327–373.
31. Harris M.B., Milsom W.K. Parasympathetic influence on heart rate in euthermic and hibernating ground squirrels // J. Exp. Biol. – 1995. – Vol. 198. – Р.931–937.
32. Milsom W.K., Zimmer M.B. and Harris M.B. Regulation of cardiac rhythm in hibernating mammals // Comp. Biochem. Physiol. – 1999. – Vol. (A) 124. – P.383–391.
33. Слоним А.Д. Экологическая физиология животных. – М.: Высшая школа, 1971. – 448 с.
34. Калабухов Н.И. Спячка млекопитающих. – М.: Наука, 1985. –264 с.
35. Buck С.L., Barnes B.М. Effects of ambient temperature on metabolic rate, respiratory quotient, and torpor in an arctic hibernator // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2000. – Vol. 279, № 1. – P. 255–
36.
37. Ануфриев А.И., Ахременко А.К., Архипов Г.Г. Бауты и уровень метаболизма у сусликов в спячке // Биологические проблемы Севера: тез. докл. XI Всесоюзного симпозиума: Адаптация человека и животных. – Якутск, 1986.– Вып. 5. – С. 69–70.
38. Соломонов Н.Г., Ахременко А.К., Ануфриев А.И. Динамика энергетических субстратов в тканях пробуждающихся сусликов // Механизмы зимней спячки. – Пущино, 1987. – С .48–56.
39. Ануфриев А.И., Ахременко А.К. Энергетическая стоимость зимней спячки длиннохвостого суслика // Экология. – 1990. – № 5. – С. 68–72.
40. Ануфриев А.И., Ахременко А.К. Зимняя спячка и терморегуляция при температуре ниже нуля // Экология. – 1997. – №3. – С. 233–235.
41. Ануфриев А.И., Архипов Г.Г. Влияние размеров и массы тела на характер перезимовки у зимоспящих семейства Sciuridae северо-востока России // Экология. – 2004. – Т. 35, №3.– С. 189–194.
42. Некипелов Н.В., Пешков Б.И. Наблюдения над спячкой некоторых млекопитающих // Изв. Иркутского гос. н.-и. противочумн. ин-та Сибири и Дальнего Востока. – 1958. – Т. 20. – С. 29–37.
43. Пауллер О.Ф. О зимней спячке длиннохвостого суслика и условиях перезимовки блох в его гнезде
44. // Изв. Иркутского гос. н.-и. противочумн. ин-та Сибири и Дальнего Востока. –1959. – Т. 21. – С. 334– 339.
45. Васильев Г.И., Жовтый И.Ф. Наблюдения за условиями перезимовки длиннохвостого суслика и его эктопаразитов // Докл. Иркутского гос. н.-и. противочумн. ин-та Сибири и Дальнего Востока. – Чита. 1974. – Т.10. – C. 218–221.
46. Ипатьева Н.В. Факторы, влияющие на выживаемость сусликов в период спячки и на их размножение: автореф. дис. … к.б.н. – Л., 1968. – 25 c.
47. Solomonov N.G., Anufriev A.I. and Solomonova
48. T.N. Mechanisms of hibernation in small mammals of Yakutia // Cryobiology. – 2010. – Vol. 61. – Issue 3. – Р.397.
49. Mayer W.V. The protective value of the burrow system to the hibernating arctic ground squirrel, S. undulatus // Anat. Rec. – 1956. – Vol. 122. – P. 437–438.
50. Barnes B.M. Freeze avoidance in a mammal: body temperatures below 0°C in an Arctic hibernator // Science. – 1989. – Vol. 244. – P. 1593–1595.
51. Solomonov N.G., Anufriev A.I., Solomonova T.N. On the issue of phenomenon of winter hibernation of mammals // Cryobiology. – 2011. – Vol. 63. – Issue 3. – Р. 340.
52. Ануфриев А.И., Соломонов Н.Г., Ядрихинский В.Ф., Охлопков И.М. Зимняя спячка черношапочного сурка Marmota camtschatica с температурой тела 0о и минус 1о // ДАН. – 2012. – Т. 447, № 6. – С.682–686.
53. Капитонов В.И. Черношапочный сурок // Сурки: распространение и экология. – М.: Наука, 1978. – С. 178–209.
Review
For citations:
Ануфриев А.И. Механизмы зимней спячки и холодоустойчивости зимоспящих беличьих Якутии. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2015;20(1):109-119. (In Russ.)
Views:
2
Email this article 