Ngủ đông là gì? Nó hoạt động như thế nào? Động vật nào ngủ đông?

0
858
Gấu là loài động vật ưa thích ngủ đông
Gấu là loài động vật ưa thích ngủ đông

Khám phá sự khác biệt giữa ngủ đông là gì? Bên cạnh đó là phân biệt với ngủ đông trạng thái aestivation, trạng thái Torpornguyên tắc denning, và loài động vật nào thực hiện chúng.

Nhiều người trong chúng ta nghĩ rằng các loài động vật ngủ đông sẽ đi ngủ vào mùa thu và thức dậy vào mùa xuân khi thời tiết ấm hơn. Nhưng còn nhiều thứ để ngủ đông hơn thế. Có các trạng thái ngủ đông khác nhau trong môi trường nóng và lạnh với chức năng, thời lượng thay đổi và nguy hiểm đối với động vật được đề cập.

Trong hướng dẫn dành cho chuyên gia của chúng tôi, chúng tôi xem xét kỹ lưỡng về quá trình ngủ đông hibernation, aestivation, torpor và denning – bao gồm cả việc chúng có nguy hiểm hay không và loài động vật nào làm chúng.

Lưu ý trước khi xem: Chúng tôi vẫn dùng các thuật ngữ tiếng Anh là vì tiếng Việt khó tìm một từ ngữ thích hợp để dịch sát nghĩa. Ngoài ra, với từ vựng khoa học đó, bạn có thể tìm hiểu lại qua Google hay các tạp chí khác một cách chính xác hơn. Thêm vào đó, chúng tôi sử dụng các nghiên cứu ở Vương quốc Anh. Vì vậy nhiều ví dụ sử dụng động vật ở Vương quốc Anh.

Ngủ đông là gì?

Ngủ đông là cách để nhiều sinh vật – từ bướm đến dơi – sống sót qua mùa đông lạnh giá, tăm tối mà không phải kiếm thức ăn hoặc di cư đến nơi ấm áp hơn. Thay vào đó, chúng chuyển hóa các chất để tiết kiệm năng lượng.

Động vật ở vùng khí hậu nóng cũng trải qua một hình thức ngủ đông được gọi là aestivation. Điều này hoạt động theo cách tương tự và giúp chúng có thể sống sót trong nhiệt độ khắc nghiệt, hạn hán hoặc thiếu thức ăn.

Mặc dù vậy, ngủ đông còn sâu sắc hơn nhiều so với chỉ đơn giản là ngủ. Tùy thuộc vào loài, nó có thể thay đổi từ tình trạng bất tỉnh sâu, lâu dài đến bất hoạt nhẹ.

Nhưng ngủ đông mang lại rủi ro vì động vật ngủ đông dễ bị tấn công bởi những kẻ săn mồi và khí hậu không thể đoán trước.

Trạng thái Aestivation là gì?

Trạng thái Aestivation là quá trình tương đương với ngủ đông, nhưng đối với động vật ở vùng khí hậu nóng đang cố gắng thoát khỏi nhiệt độ khắc nghiệt hoặc hạn hán.

Động vật nào Aestivation?

Nhiều động vật trên cạn và dưới nước, bao gồm cá phổi, giun đất, ốc sên, động vật lưỡng cư và bò sát, bao gồm cả cá sấu sông Nile.

Ốc sên là một trong những động vật chậm nhất thế giới
Ốc sên là một trong những động vật chậm nhất thế giới

Làm thế nào để aestivation hoạt động?

Hầu hết các loài động vật đều chôn mình dưới đất để bảo vệ chúng khỏi cái nóng. Ở đây, chúng chờ đợi mùa mưa hoặc nhiệt độ mát hơn. Một số ốc sên trên cạn trèo lên cây để thoát khỏi sức nóng của mặt đất, dùng chất nhầy khô đóng kín mình vào vỏ.

Một số lượng lớn động vật tiêu diệt bị chết trong thời kỳ hạn hán kéo dài.

Trạng thái Torpor là gì?

Torpor là một đợt đình chỉ hoạt động ngắn, thường kéo dài dưới 1 ngày, khi nhịp thở, nhịp tim, nhiệt độ cơ thể và sự trao đổi chất của một con vật bị giảm.

Trạng thái Torpor hoạt động như thế nào?

Torpor tiết kiệm năng lượng trong thời gian ngắn và thường giúp động vật sống sót sau 1 thời gian ngắn trong điều kiện tồi tệ, chẳng hạn như đêm lạnh.

Những động vật nào Torpor?

Các loài chim như chim ruồi và ếch nhái, hoặc các động vật có vú nhỏ như dơi, có thể Torpor mỗi ngày.

Những nguy hiểm là gì?

Một trong những vấn đề với Torpor là các con vật quá chậm chạp để phản ứng với những kẻ săn mồi. Và, nếu đợt lạnh kéo dài bất thường, con vật có thể chết nếu nhiệt độ cơ thể xuống quá thấp.

Trạng thái Denning là gì?

Trạng thái Denning là một hình thức ngủ đông nhẹ điển hình của loài gấu, nơi con vật ngủ đông, nhưng dễ dàng đánh thức.

Chúng ta thường nhắc đến gấu khi nói về ngủ đông, nhưng bạn thật sự hiểu hết về nó? Tham gia thử thách: Những câu đố về gấu và ngủ đông.

Làm thế nào nó hoạt động?

Nhiệt độ cơ thể của một con gấu chỉ giảm vài độ, nhưng nó mất tới 40% trọng lượng cơ thể – hơn cả những con ngủ đông thực sự. Thật ngạc nhiên, nhiều gấu cái sinh con và cho con bú sữa non trong khi đang ở trạng thái Denning.

Làm thế nào để gấu chuẩn bị cho việc ngủ đông?

Gấu ăn nhiều thức ăn năng lượng cao để tích tụ chất béo dự trữ kéo dài suốt mùa đông.

Những nguy hiểm là gì?

Gấu có thể dễ dàng bị đánh thức trong thời tiết ôn hòa, nhưng có thể không có đủ năng lượng để tồn tại trong phần còn lại của mùa đông.

Những động vật nào ngủ đông?

Động vật có vú nhỏ, chẳng hạn như sóc chuột, hamster, nhím và dơi. Ngoài ra, nhiều côn trùng, lưỡng cư và bò sát.

Hamster
Hamster

Tất cả các loài động vật có vú của Anh đều ngủ đông?

Chỉ có ba loại động vật ở Anh là loài ngủ đông thực sự: chuột dormice, nhím và dơi. Đây không phải là một danh sách quá dài và có một số thiếu sót có thể khiến mọi người ngạc nhiên – ví dụ như chuột nhắt và chuột đồng, hoạt động và cảnh giác suốt mùa đông, và sóc không chỉ thức mà chúng sinh sản vào tháng Giêng.

Chuột chù nên là ứng cử viên hoàn hảo – nhỏ và di chuyển nhanh, với cơ thể mất nhiệt nhanh, tỷ lệ trao đổi chất cao và chế độ ăn sâu bọ. Vào mùa đông, chúng ngủ lâu hơn, chủ yếu săn mồi dưới lòng đất, nhưng hiếm khi (nếu có, tùy thuộc vào loài) đi ngủ và chúng không ngủ đông. Vào mùa thu, tất cả những con trưởng thành sinh sản chết đi, vì vậy những con non được để lại cho các thế hệ tiếp nối.

Ở đầu kia của cân, con lửng đi vào trạng thái được gọi là trạng thái hôn mê mùa đông. Trong khoảng thời gian từ tháng 11 đến tháng 2, nó dành phần lớn thời gian ở dưới lòng đất, tăng cân và nhiệt độ cơ thể có thể giảm xuống. Nhưng đó không phải là ngủ đông.

Bướm và côn trùng khác có ngủ đông không?

Bướm có ngủ không?
Bướm có ngủ không?

Một số côn trùng, chẳng hạn như bướm, bọ rùa và một số loài ong “quá đông” (overwinter) trong giai đoạn trưởng thành.

Trong trường hợp của những con bướm, có sự đan xen giữa hai trạng thái torpor (Giảm hoạt động sinh lý để giảm tiêu thụ năng lượng) và diapause (chậm phát triển trong điều kiện không thuận lợi); mặc dù bề ngoài côn trùng là một con trưởng thành, nó có thể chưa trưởng thành về mặt sinh sản.

Tất cả những con côn trùng trưởng thành này có thể bị đánh thức bởi những ngày nắng bất thường.

Ví dụ, hàng năm, những con bướm công được phát hiện vào dịp Giáng sinh và Năm mới bay trong các khu vườn, và các tờ báo sau đó dự đoán ngày tận thế.

Bạn cũng có thể tìm thấy những con bướm đang di chuyển bên trong một ngôi nhà, nơi hệ thống sưởi trung tâm ấm áp một cách vô lý đã đánh thức chúng khỏi một nơi ẩn náu. Một lần nữa, điều này không bất thường và cũng không nhất thiết gây tử vong. Nhiệt độ giảm tiếp theo có thể khiến chúng trở lại vỏ bọc để tiếp tục trạng thái ngủ đông.

Tuy nhiên, có thể có bóng râm đối với những tia nắng ngày đông. Một cơn kích thích ngắn từ chim kêu không nhất thiết gây hại trực tiếp cho con bướm, nhưng chi phí năng lượng tiêu tốn khi bay và tìm kiếm địa điểm ngủ đông mới có thể khiến nó căng thẳng sau này. Nó có thể cạn kiệt chất béo dự trữ và chết trước mùa xuân.

Bò sát và lưỡng cư có ngủ đông không?

Ếch, cóc và sa giông đều thay đổi hành vi của chúng ngay khi băng giá bắt đầu, vào tháng 10. Tất cả đều lui tới những nơi vắng vẻ trên đất liền, tránh tiếp xúc trực tiếp với các yếu tố dẫn nhiệt như đá, sỏi.

Ếch có ngủ đông không?
Ếch có ngủ đông không?

Một số loài bò sát có những hoạt động chậm chạp, thường sống theo bầy đàn. Một số loài thằn lằn khác ngủ đông một mình trong các hốc nhỏ.

Cóc Natterjack chôn mình vào cát, trong khi nhiều loài rắn đều chọn các địa điểm như hang thỏ được gọi là hibernacula.

Đôi khi, cóc, sa giông, thằn lằn và thậm chí cả rắn đều sẽ bị hút vào cùng một chỗ trống, những kẻ thiên địch ở cùng với nhau, tham gia vào một thỏa thuận đình chiến để ưu tiên giải quyết sự buồn ngủ. Tất cả các động vật có xương sống máu lạnh này, có thể được thúc đẩy bởi những ngày mùa đông ấm áp – ếch có thể săn tìm thức ăn và rắn ngâm mình dưới ánh nắng yếu.

Một ngoại lệ lớn trong số các loài ếch là ếch common, những con đực trưởng thành thường trú đông trong bùn ở đáy ao. Chúng có thể thở đơn giản bằng cách trao đổi khí qua da chứ không phải qua phổi, và vì chúng không hoạt động nên chúng đốt cháy rất ít năng lượng bên trong. Trong hầu hết các mùa đông, việc sắp xếp này hoàn hảo, nhưng sẽ gây tử vong nếu ao đông cứng.

Tìm hiểu thêm: Ếch trải qua quá trình ngủ đông ra sao?

Chim có ngủ đông không?

Có một thế giới khác biệt giữa ngủ sâu (deep sleep) và ngủ đông (hibernation proper). Khi thời tiết lạnh hoặc ẩm ướt, bầy chim bố mẹ khó bắt đủ côn trùng, do đó, chim con của chúng trở về tổ sẽ tự tạm ngưng, giảm quá trình trao đổi chất để không có thức ăn trong 48 giờ – đủ để sống sót cho đến khi vượt qua chặng đường phía trước. Nhưng đây là trạng thái bán ngủ đông, không phải ngủ đông.

Nhiều loài chim ruồi hiếu động thường làm điều gì đó tương tự, đi vào trạng thái tạm ngưng. Sự trao đổi chất của chúng chậm lại ngay lập tức, hơi thở của chúng khó có thể phát hiện được. Tuy nhiên, một lần nữa, đây là một ví dụ về trạng thái torpor.

Chỉ có một loài chim được biết đến là một loài chim ngủ đông thực sự: chim North America’s common poorwill. Loài chim ăn đêm được ngụy trang tuyệt đẹp này là họ hàng của loài chim nightjar được tìm thấy ở Anh, và vào mùa đông chúng thường ngủ đông giữa các tảng đá. Nó có thể cắt giảm lượng oxy nạp vào 90%, trong khi nhiệt độ cơ thể giảm mạnh xuống 5°C, hầu như không hồi phục.

Làm thế nào để động vật chuẩn bị cho giấc ngủ đông?

Động vật có vú kiếm ăn nhiều vào mùa hè và mùa thu, tích trữ chất béo để có thể nhìn chúng qua mùa đông.

Ngủ đông có nguy hiểm không?

Động vật có thể chết trong thời gian ngủ đông do thiếu chất béo, thời tiết khắc nghiệt hoặc thức giấc sớm. Thêm vào đó, chúng có thể dễ bị tấn công bởi những kẻ săn mồi.

Động vật có thể ngủ đông nhiều như thế nào?

Vào năm 2012, trong suốt 1 năm không tìm được thức ăn yêu thích, hạt dẻ, 5 chú chuột béo dormice từ rừng Vienna ngủ đông liên tục trong 11 tháng, với một con cái trưởng thành không hoạt động trong 346 ngày! Đó không phải là ngủ đông, mà có lẽ đó là ngủ quên đi cuộc sống của chúng.

Ngủ đông hoạt động như thế nào?

Sự trao đổi chất của động vật ngủ đông chậm lại và nhiệt độ của nó giảm xuống – với loài sóc đất, nó có thể giảm xuống -2 °C. Nhịp thở chậm lại và ở loài dơi, nhịp tim có thể giảm từ 400 nhịp xuống 11 nhịp mỗi phút. Một số loài động vật máu lạnh, chẳng hạn như ếch gỗ, tạo ra chất chống đông tự nhiên để tồn tại trong môi trường đông lạnh.

Dơi là loài động vật sống về đêm
Dơi là loài động vật sống về đêm

Động vật có ngủ trong toàn bộ giấc ngủ đông không?

Hầu hết chúng ta đều cho rằng động vật đi ngủ vào mùa thu và thức dậy vào mùa xuân, khi thời tiết ấm lên. Nhưng trong khi điều này là đúng, thì chế độ ngủ đông còn phức tạp và bí ẩn hơn thế rất nhiều. Và nó không thực sự là một ‘giấc ngủ’.

Ví dụ, khi một con nhím ngủ gật vào mùa hè, nhiệt độ cơ thể của nó khoảng 35 ° C sẽ giảm vài độ và nhịp thở của nó sẽ chậm hơn nhưng vẫn ổn định và đều đặn. Tuy nhiên, trong quá trình ngủ đông, nhiệt độ của nó giảm xuống mức tương đương với môi trường bên ngoài. Tỷ lệ trao đổi chất của nó sẽ bằng 2% so với hoạt động bình thường vào mùa hè và nhịp tim của nó sẽ giảm từ 110-150 nhịp mỗi phút xuống bất cứ nơi nào từ 5-70 nhịp mỗi phút.

Hơi thở cũng thay đổi đáng kể. Khi tỉnh táo, một con nhím thở khoảng 25 lần một phút, đều đặn và nhịp nhàng. Trong trạng thái ngủ đông sâu, nó có thể trải qua 2 giờ mà không hề thở một hơi và khi tiếp tục lại, nó thực hiện 40-50 nhịp thở nhanh và tắt dần cho đến khoảng trống dài để đến lần sau.

Thêm vào đó, một con nhím ăn một cách sốt sắng và tạo ra rất nhiều chất béo, thứ mà nó sẽ sử dụng làm nhiên liệu dự trữ. Đây là những thay đổi sâu sắc, lâu dài và có chiều sâu. Dù ngủ đông là gì, nó không phải là một giấc ngủ thật sự.

Nhím
Nhím

Động vật có bao giờ thức dậy trong quá trình ngủ đông không?

Mặc dù những thay đổi sinh lý rất sâu sắc, nhưng thường không có con vật nào trong trạng thái ngủ đông hơn 30 ngày, trừ vài trường hợp ngủ đông ca biệt của chuột dormice xám và chuột dormice mập.

Những lần ngủ thường xuyên bị gián đoạn bởi những giai đoạn được gọi là ‘nôn nao’, khi con vật nóng lên, thức dậy và có thể di chuyển trong vài giờ, hoặc thậm chí lâu hơn, phá vỡ chế độ ngủ đông của nó. Đây là cơ hội tốt để tống các chất cặn bã ra ngoài và trong một số điều kiện nhất định có thể ăn nhẹ.

Đặc biệt là loài dơi, đôi khi sẽ kiếm ăn bên ngoài vào những đêm mùa đông ấm áp, chúng sẽ sớm quay trở lại trạng thái ngủ đông với cái bụng đầy hơn.

Nhím tỉnh lại 1 lần mỗi 5-27 ngày, 2-3 lần mỗi mùa đông, chúng sẽ sử dụng những khoảng thời gian nghỉ ngơi này để di chuyển đến một tổ khác.

Dơi cũng vậy, đôi khi thay đổi địa điểm làm tổ trong mùa đông, đặc biệt nếu địa điểm làm tổ của chúng trở nên quá nóng hoặc quá lạnh. Ý tưởng rằng chế độ ngủ đông bao gồm thức dậy thường xuyên và nghỉ ngơi trong hoạt động khiến nhiều người ngạc nhiên.

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến chế độ ngủ đông như thế nào?

Thời gian bắt đầu ngủ đông thường được điều chỉnh bởi 3 yếu tố: thời lượng ngày, nhiệt độ và nguồn cung cấp thức ăn. Ngoài ra còn có một số khác biệt về giới tính và tuổi tác. Thời gian kéo dài ngày thường là nguyên nhân gây ra những thay đổi và chuẩn bị nội sinh sâu bên trong, và nếu nó chỉ ở mức quang chu kỳ, ảnh hưởng của sự ấm lên sẽ bị giảm bớt.

Vấn đề là nhiệt độ, và đặc biệt là sự ấm lên vào mùa xuân. Điều này khiến những con ngủ đông xuất hiện quá sớm, thoát khỏi trạng thái ngủ đông trong khi nguồn dự trữ chất béo của chúng bị cạn kiệt nghiêm trọng và trước khi có đủ thức ăn để duy trì chúng trong môi trường.

Một nghiên cứu trên 14 loài ngủ đông ở Bắc Mỹ cho thấy, cứ nhiệt độ hàng năm tăng 1 °C, thời gian ngủ đông trung bình ngắn hơn 8,6 ngày và khả năng sống sót cũng bị ảnh hưởng, giảm 5,1% cho mỗi mức độ ấm lên. Trong cùng khoảng thời gian này, các loài gặm nhấm không ngủ đông không bị ảnh hưởng.

Ở Anh, nó đã được chứng minh rằng chuột hazel đang ngủ đông ít hơn 5 tuần so với 20 năm trước.

Trong khi đó, người ta cho rằng sự ấm lên cũng có tác dụng tương tự đối với nhím. Pat Morris (Tác giả cuốn sách Động vật có vú – Thế giới động vật), chuyên gia về nhím của Vương quốc Anh, đã gợi ý rằng thời tiết ôn hòa có thể đánh thức các loài động vật sớm vào mùa xuân. Cũng có thể là điều kiện ôn đới vào mùa thu có thể khuyến khích con cái sinh sản muộn và ngủ đông muộn, với nguồn dự trữ chất béo bị ảnh hưởng.

Trong số các loài sa giông, việc di cư vào các ao hồ vào đầu mùa xuân hiện là một sự kiện giữa mùa đông và các báo cáo về việc ếch kêu vào tháng Giêng sinh sôi nảy nở. Điều này sẽ ảnh hưởng đến họ như thế nào? Không ai biết.

Trong số các loài côn trùng, người ta cho rằng mùa đông ấm hơn có thể khuyến khích các mầm bệnh phá hoại sinh sôi, trong khi cũng có thể một số loài hoa nở quá sớm, trước khi có đủ đàn ong để thụ phấn cho chúng.

Cũng như rất nhiều khía cạnh của khoa học khí hậu, nhân quả rất khó đo lường và chứng minh.

4 loài động vật ngủ đông bất thường nhất

1- Loài linh trưởng

Vượn cáo lùn đuôi béo ở Madagascar là loài linh trưởng duy nhất được biết đến là có khả năng aestivate. Chúng sử dụng hết chất béo dự trữ ở đuôi trong một mùa khô kéo dài.

2- Chim ngủ đông

Chim The common poorwill, một phân loài nhỏ của loài chim nightjar, là loài chim duy nhất được biết là ngủ đông. Nó ẩn mình giữa đống đá để trốn mùa đông.

3- Cá ngủ đông

Cá tuyết Nam Cực Notothenia coriiceps có thể đi vào trạng thái ngủ đông bằng cách giảm sự trao đổi chất của nó. Máu của nó cũng chứa ‘chất chống đông’.

4- Rắn

Rắn có ngủ đông không?
Rắn có ngủ đông không?

Rắn lục đực là loài đầu tiên chui ra khỏi ổ mùa đông để giao phối với con cái khi chúng thức dậy. Một số con đực phát ra chất kích thích tố nữ để đánh lừa đối thủ của chúng.

Bạn có biết quá trình ngủ đông của rắn là Brumation, nhưng thật sự thì: Rắn ngủ đông như thế nào?