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Animals at the extremes: Hibernation and torpor

Unter den Vögeln tritt torpor bei einer Reihe von Arten in den Ordnungen Apodiformes (Kolibris und Swifts), Caprimulgiformes (nightjars, nighthawks, goatsuckers und poor wills) und Coliiformes (mousebirds) auf. Bei allen bisher untersuchten Kolibris (Familie Trochilidae) findet die Torpor, wenn sie auftritt, täglich (oder in der Regel nachts) statt. Sie sind in der Lage, sich unabhängig von T a wieder zu erwärmen und zeigen eine erhöhte Thermogenese, wenn T a während der Zeit, in der der Vogel keine Nahrung sucht, unter 18 ° C fällt. Der winzige Rufus-Kolibri (Selasphorus rufus; Abbildung 3), der nur 3,0–5,5 g wiegt, hat in Nordamerika eine Sommerreichweite, die sich bis Alaska erstreckt, aber in Mexiko überwintert. Während dieser riesigen Migration wird es über Nacht erstarrt, besonders wenn es seine Reise für ein paar Tage unterbricht und sich von Nektar ernährt, um seine Energiereserven wieder aufzubauen.

Tom und Cathy Saxton, Kolibri, Saxton.org .
Abbildung 3 Rufous hummingbird (Selasphorus rufus)

Es gibt keine Hinweise auf lange Zeiträume ungebrochener Erstarrung bei den Kolibris. Der arme Wille (Phalaenoptilus nuttalli; Abbildung 4), der in den südlichen USA lebt, ist vielleicht der einzige bisher untersuchte Vogel, der Anfälle von Erstarrung zeigt, die mit denen von saisonal überwinternden Säugetieren vergleichbar sind. Schlechte Willen, die im Labor bei einer T a von 1 ° C ohne Nahrung gehalten werden, gehen mit einer T b von 6 ° C in die Erstarrung, aus der sie etwa alle 4 Tage spontan erwachen und dabei einen außergewöhnlich starken Anstieg ihrer Stoffwechselrate zeigen. Das Muster der Erstarrung und Veränderung von T b, das sie in freier Wildbahn erfahren, ist nicht bekannt.

John Franklin, [email protected]
Abbildung 4 Armer Wille (Phalaenoptilus nuttalli)

Viele Vögel, einschließlich Tauben und Tauben, treten in eine flache Erstarrung ein (wobei die Temperatur auf etwa 32 ° C fällt), wenn ihnen die Nahrung entzogen wird. Wenn Futter verfügbar ist, reagiert die Taube auf niedrige T a durch eine große (bis zu 55%) Erhöhung der Grundumsatzrate (BMR). Tatsächlich scheint eine Verringerung des Nahrungsangebots bei fast allen untersuchten Vogelarten ein Hauptfaktor für die Induktion von Erstarrung zu sein. Der Mauersegler (Aeronautes saxatilis) und der Mausvogel (Colius sp.) verträgt eine T b von -20°C und erwärmt sich bei niedrigen Umgebungstemperaturen spontan wieder.

Unter Säugetieren enthalten viele Gruppen Arten, die einen unterschiedlichen Grad an adaptiver Hypothermie aufweisen. Von den Plazenta-Säugetieren ist die größte Anzahl von Winterschlaf-Arten bei Nagetieren (siehe Tabelle 2 in Abschnitt 2.2) und Fledermäusen zu finden. Alle Fledermäuse der gemäßigten Zone, einschließlich der 15 britischen Arten, werden während bestimmter Jahreszeiten täglich torpor, wobei einige Arten für längere Zeit torpid bleiben, wie auch der europäische Igel (Erinaceus europaeus). Ein weiteres berühmtes Beispiel, das von den Römern wegen seiner Gewohnheit, Fett vor dem Winterschlaf zu speichern, geschätzt wurde und der schläfrige Gast des verrückten Hutmachers war, ist der Haselschläfer (Muscardinus avellanarius). Die meisten Forschungen zu Säugetieren im Winterschlaf konzentrierten sich auf Fledermäuse, Igel, Hamster und insbesondere die sciuriden Nagetiere (Eichhörnchen).

Tabelle 2 Die sechs (von 30) Familien von Nagetieren, bei denen adaptive Hypothermie bekannt ist.

Familie Beispiele
Zapodidae Wiesensprungmaus, skandinavische Birkenmaus tiefer Winterschlaf
Heteromyidae Taschenmäuse, Kängurummäuse unregelmäßiger, saisonaler Winterschlaf
Gliridaed Siebenschläfer (einschließlich der einheimischen britischen Arten) tiefer Winterschlaf
Muridae Afrikanische fette Maus tägliche Erstarrung
Cricetidae Hamster tiefer Winterschlaf
white-footed mice daily torpor
Sciuridae chipmunks, marmots (woodchuck), ground squirrels (at least a dozen species) deep hibernation