top of page
Ara

Kışın Derin Sessizliği: Hibernasyonun Bilimsel Sırları

Herkese merhabalar, ben Zeynep Mehlika Akdeniz. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi 2. sınıf öğrencisiyim. Pek çoğumuzun aklına kış uykusu denilince ayılar geliyor. Peki, başka hangi hayvanlar kış uykusuna yatar ve neden buna ihtiyaç duyarlar? Bu blog yazımda sizlere hibernasyondan ya da daha yaygın adıyla kış uykusundan bahsedeceğim.


ree

Hibernasyon Nedir?

   Hibernasyon, kış aylarında görülen mevsimsel bir torpor türüdür. Torpor; genellikle metabolizma, kalp atım hızı, solunum ve vücut sıcaklığında azalma gibi durumlarla karakterize edilen, farklı derecelerde görülebilen düşük fizyolojik etkinlik hâlidir.


Olumsuz koşullarda enerji tasarrufu sağlamak torporun önemli bir işlevidir. Aynı zamanda yiyecek arzının sınırlı olduğu durumlarda enerji talebi yüksek olan üreme ve büyüme gibi süreçleri de kolaylaştırır. Hatta göçmen kuşlar bile göçün bir sonraki evresi için enerji korumak amacıyla torpora girebilir. Torpor eğer yaz aylarında gerçekleşiyorsa “yaz uykusu” (estivasyon), kış aylarında gerçekleşiyorsa “kış uykusu” (hibernasyon), sürüngenlerde görülüyorsa “brumasyon” olarak adlandırılır. Bugün torporun hibernasyonla ilgili kısmını ele alacağız.


Hibernasyon heterotermik (vücut sıcaklığını değiştirebilen) memeli ve kuşlar gibi hayvanlarda; vücut sıcaklığında, enerji harcamasında, su kaybında ve diğer fizyolojik işlevlerde belirgin zamansal azalmalarla tanımlanır. Ayrıca kışın hayatta kalım şansını önemli ölçüde artırır.


ree

Kış Uykusuna Yatan Hayvanlar ve Doğal Ortamda Hibernasyon

   Hibernasyon sözcüğü Latince hibernare fiilinden türemiştir ve 'kışı geçirmek' anlamına gelmektedir. Bu terim ilk olarak 17. yüzyıl sonlarında böcek yumurtaları ve bitkiler için kullanılmış, 18. yüzyıldan itibaren diğer hayvanlara da uygulanmaya başlanmıştır.


Günümüzde; yarasalar, kemirgenler, ayılar ve hatta bazı primatlar da dahil olmak üzere pek çok memelinin kış uykusuna yatan türler olduğu bilinmektedir. Yer sincabı, yarasa, kirpi ve kurbağa bu hayvanlardan yalnızca birkaç tanesidir. Hayvanat bahçesinde yaşayan fakat doğal ortamda kış uykusuna yatan canlılarsa genellikle doğal yaşam alanlarından farklı ortamlarda yaşadığı için normalde kış uykusu içgüdülerini tetikleyen çevresel ipuçlarıyla karşılaşmayabilirler. Zira hibernasyon mevsimsel bir olaydır ve yalnızca hayvan belirli bir “ruhsal duruma” (biyolojik eğilim) girdiğinde ortaya çıkar. Bu eğilimde olsa bile deneysel olarak bir hayvanı hibernasyona sokmak mümkün değildir. Eğer bir hibernatöre sahipseniz ve o sırada kış uykusundaysa yapılacak herhangi bir müdahale hibernasyonun sonlanmasına, hayvanın uyanmasına ve diğer memeliler gibi aktif hâle gelmesine yol açar. Bu nedenle, hibernasyon araştırmaları hâlâ “bilinmeyenin büyüsü” olarak görülmektedir.


Hibernasyon Uzunluğu

  Kış uykusu dönemlerinin uzunluğu; tür, vücut ağırlığı, ortam sıcaklığı ve yılın zamanı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Kış uykusu dönemlerinin doğası, uzun süredir araştırma konusu olmuştur. Bu soru çoğunlukla periyodik uyanışların işlevi ve kontrolü üzerinden ele alınmıştır.


Hibernasyona giriş ve uyanış zamanlamasını inceleyen birçok çalışma, kış uykusundan periyodik uyanışların kısmen sirkadiyen sistem (vücudun 24 saatlik döngüsüne göre işleyen biyolojik düzen) tarafından kontrol edildiğini öne sürmüştür. Ancak sıcaklığın sirkadiyen döngüleri neden etkilediği ve periyodik uyanışların işlevinin tam olarak ne olduğu hâlâ açıklığa kavuşmamıştır.


Altın sırtlı yer sincaplarında yapılan çalışmalar, kış uykusuna giren bireylerin ağırlıklı olarak hızlı göz hareketi (REM) olmayan uykuda olduklarını ve REM uykusunun, beyin sıcaklığı 27°C’nin altına düştüğünde tamamen kaybolana kadar kademeli olarak azaldığını göstermiştir.


Hibernasyon Süresince Oluşan Değişimler

   Kış uykusu esnasında vücut fonksiyonlarında spesifik değişiklikler gözlemlenir. Hayvanlarda kalp atış hızı normalin %2,5’ine kadar düşer. Solunum hızı ise %50-100 oranında azalır. Bilinç seviyesi büyük ölçüde kısıtlanır. Ayrıca kış uykusu sırasında dışkı üretilmez, çünkü sindirim kanalından hiçbir şey geçmez. Su içmedikleri halde susuz kalmazlar, çünkü vücut yağlarından yeterli suyu açığa çıkarabilirler. Türlere göre değişse de çoğu kış uykusundaki hayvan çevresinden tamamen habersizdir ve uyandırılması neredeyse imkânsızdır. 


Bir memeli kış uykusuna girdiğinde, kısmen soğukkanlı bir hayvan gibi davranır; vücut sıcaklığı, çevre sıcaklığına bağlı olarak değişir. Ancak “set point” adı verilen bir minimum sıcaklık vardır. Vücut sıcaklığı bu eşik değere düştüğünde metabolizma devreye girerek yağ rezervlerini yakar.  Bu süreç enerji üretimini sağlar ve vücut sıcaklığının tekrar eşik değerin üzerine çıkmasına neden olur.


Sinir sisteminin; hibernasyona giriş, sürdürme ve uyanmada kilit nokta olduğunu varsaymakla birlikte, yalnızca düşük vücut sıcaklığının bir sonucu olmaktan öte, hazırlayıcı endokrin değişikliklerin de rol oynadığı düşünülmektedir.


ree

Uyku ile Hibernasyon Arasındaki Farklar

   Peki uyku ile hibernasyon arasındaki fark nedir? Uykunun hibernasyonla benzer bazı fizyolojik yönleri vardır (kalp ve solunum hızının azalması, vücut sıcaklığının düşmesi gibi). Ancak bu değişiklikler hibernasyona kıyasla oldukça hafif ilerler. Benzerlikler taşısalar da özellikle NREM (uykunun derin evreleri dışında kalan evre) uykusunda görülen onarıcı süreçlerin hibernasyon sırasında gerçekleşmediği görülmüştür. Bunun temel nedeninin hibernasyon süresince vücut sıcaklığının aşırı derecede düşmesi olduğu düşünülmektedir. 


Elektroensefalografik ve nörofizyolojik bulgular, hibernasyonun yalnızca metabolik değil aynı zamanda nörolojik olarak da düzenlenmiş bir enerji koruma durumu olduğunu göstermektedir. Nitekim hibernasyon hâlindeki hayvanların beyin dalgaları, uyanık olduklarındaki dalgalara oldukça benzer ancak baskılanmıştır. Ayrıca hibernasyon yalnızca derin bir uyku değil; uyanıklık dönemleriyle kesintiye uğrayan, hipotalamik aktivitenin önemli rol oynadığı kompleks bir nörofizyolojik süreçtir. Bu dönemde serotonin ve opioid sistemlerinin etkileşimi, uyarılma ve metabolik düzenlemelerin nörokimyasal kontrolünde etkili olabilir. 


Hibernasyon sürecindeki aralıklı solunum biçimleri, memelilerde görülen uyku apnesine benzer solunum döngüleriyle benzer özellikler göstermektedir. Bu durum, hibernasyonun yalnızca uykunun uzatılmış bir formu olmadığını, biyolojik olarak farklı bir “uyanıklık durumu” olabileceğini ortaya koymaktadır.

 

Umuyorum ki bu kısa yazım sayesinde sizlere temel düzeyde kış uykusu hakkında bilgi verebilmişimdir. Bir sonraki yazılarda görüşmek üzere. Bilimle kalın!


Referanslar:

 
 
 

Yorumlar

bottom of page