یکشنبه, ۷ خرداد , ۱۳۹۶
مطالب آموزش
آزمایشگاه
سوالات امتحانی
Print Friendly

حفظ و نگهداری درجه حرارت بدن در هوای سرد مستلزم هزینه گزافی است و بایستی میزان متابولیسم را به چند برابر افزایش داد . میزان متابولیسم جانوران کوچک خود به خود در اوج شدت می باشد و افزایش بیشتر در زمانی است که مواد غذایی کم یاب باشد یا وجودنداشته باشد. بنابراین تنها راه چاره و حل منطقی این مشکل این است که حیوان دست از تلاش بردارد تا درجه حرارت بدنش به حد حرارت محیط تنزل یابد .از این رو گرمای بدن جانور گرفته شده و جانور در برابر محرک های خارجی نظیر سرو صدا و لمس از خود به کندی واکنش نشان می دهد .اکثر جانورانی که خواب زمستانی دارند قبل از شروع خواب زمستانی ابتدا خیلی چاق می شوند این ذخائر می تواند در شرایطی که دیگر مشکل گرم نگهداری بدن وجود ندارد برای دوره های طولانی در شرایط نامساعد دوام بیاورند .از جمله جانورانی که خواب زمستانه دارند .
خرس، سنجاب، همسترها ، موش کیسه دار ، خفاش ها و حشره خوارانی نظیر خارپشت ، مرغ مگس خوار(کوچکترین پرنده دنیا )و برخی از پرندگان موش خوار و… هستند.


علت خواب زمستانی در حیوانات چیست؟
آن دسته از جانورانی که به خواب زمستانی فرو می‏روند برخی از سلولهای سلسله اعصاب خود را با سرعت از دست می‏دهند، هر چند که این سلولها به دنبال بیداری در فصل بهار مجددا اعاده می‏شوند.به نوشته نشریه (نیچر) محققان اکنون دریافته‏اند این از دست رفتن سلولها با تغییراتی در یک نوع پروتئین موسوم به (تائو) که با تخریب در بخشهای زیست – عصبی جانداران مرتبط است، همراه می‏گردد.آن دسته از پروتئین‏های تائو که به میزان زیاد فسفاته شده‏اند عامل اصلی در هم پیچیدگی رشته‏های عصبی در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر با بیماری‏های مشابه به شمارمی‏آیند.میزان در هم پیچیدگی رشته‏های عصبی در بخشهایی از مغز نظیر (هیپوکامپ) از درجه انعطاف بالایی برخوردارست بیشتر است.ارتباط تاثیر مخرب پروتئین تائو با حالت خواب زمستانی و عدم فعالیت مغز و کاسته شدن از تاثیر آن در حالت فعالیت عادی جانور احیانا می‏تواند سرنخهای مهمی برای‏مقابله با بیماریهای نظیر آلزایمر ارایه دهد.

چرا جانوران در خواب زمستانی نمی میرند؟
گروهی از جانوران چند ماه از سال را در خواب زمستانی می گذرانند این گروه در فصل زمستان، زمانی که سطح زمین همه جا از برف پوشیده شده، به خواب می روند در چنین شرایطی دسترسی این جانوران به مواد غذایی مورد نیاز، عملاً غیر ممکن و یا بسیار مشکل می شود . به خواب زمستانی رفتن جانوران، در حقیقت تطبیق دادن خود با شرایط محیط زیست است.اگر این جانوران به خواب زمستانی نروند به علت عدم دسترسی به مواد غذایی مصرفی و یا به سبب سرمای سخت زمستانی احتمالاً تلف گردیده و از بین خواهند رفت.

آیا خواب زمستانی،حیوانات را کند ذهن می کند؟
حیواناتی که درماههای سرد سال، به خواب عمیق زمستانی فرو می روند، طی این مدت چندین بار ازخواب بیدارمی شوند. این امر باعث می شود که آنها انرژی زیادی از دست بدهند. این موضوع کنجکاوی دانشمندان را از دیر باز برانگیخته است.
تحقیقاتی که اخیراً توسط خانم “اوا میلسزی” از دانشگاه وین، روی دو گروه از موش های ” زمستان خواب” انجام گرفته، نتایج ارزنده ای در برداشته است.
یک گروه از موش ها در اتاق سردی به خواب عمیق زمستانی فرو رفتند . اما گروه دوم را در شرایط گرم بیدار نگه داشتند. پس از اینکه گروه اول از خواب بیدار شدند ، فعالیت مغزی آنها مورد سنجش قرار گرفت. در گروه اول مشاهده شد که آنها بسیاری از آموخته های قبل از خواب زمستانی خود را فراموش کرده اند . در حالی که گروه دوم بسیار هشیارتر بودند. از این رو به اعتقاد محققان این پستانداران به این دلیل چندین بار از خواب زمستانی بیدار می شوند، که از صدمات مغزی پیشگیری کنند. زیرا تحقیقات نشان می دهند که بر خلاف خواب معمولی، در خواب زمستانی، سوخت و ساز تقریباً قطع می شود و فعالیت مغزی نیز قابل اندازه گیری نیست.

زمستان خوابی حیوانات منشاء هورمونی دارد؟
گروهی از دانشمندان آمریکایی کشف کردند که زمستان خوابی برخی از حیوانات که با کاهش دمای بدن و فعالیت فیزیکی همراه است، منشاء هورمونی دارد.
به گزارش سلامت نیوز به نقل از مهر، دانشمندان مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تکزاس در تحقیقات خود نشان دادند که یک هورمون خاص ماده کلیدی زمستان خوابی موشها در شرایط کمبود غذا است.این هورمون که FGF21 (مخفف عبارت فاکتور رشد فیبروبلاست) نام دارد، در تنظیم متابولیسمی شرکت می کند که می تواند راهی بسوی شناخت بهتر آسیب هایی چون (چاقی مفرط) یا دیگر صدمات متابولیسم در انسان بگشاید. نتایج این تحقیقات که در مجله (متابولیسم سلول) منتشر شده است، نشان می دهد که هورمون FGF21 توسط یک گیرنده خاص سلولی که چربی سلول را کنترل می کند، تحریک می شود و حالتی شبیه به زمستان خوابی را بوجود می آورد. این حالت باعث می شود دمای بدن و فعالیت های فیزیکی کاهش یابند. استیون کلیور استاد زیست شناسی مولکولی دانشگاه تکزاس در این خصوص توضیح داد: این هورمون متابولیسم و رفتار موش هایی که در شرایط نا مناسب غذایی قرار دارند را تغییر می دهد.

آیا ماهی ها هم به خواب زمستانی میروند؟
به گزارش پایگاه اینترنتی رویترز دانشمندان انگلیسی گفتند : ماهی “نوتونیا کوریسپس” (Notothenia coriiceps) وارد وضعیت خوابی می شود که مشابه خواب زمستانی حیوانات روی خشکی است .
محققان از پیش می دانستند که ماهی های قطب جنوب در خون خود مواد شیمیایی ضد یخ دارند و توانایی آنها برای قرار دادن خود ” بر روی یخ” یکی دیگر از سازگاری قابل توجه این ماهی ها با محیط فوق العاده سرد است.
“کرون فریزر” طبیعت شناس انگلیسی قطب جنوب گفت : به نظر می رسد این ماهی ها از تابستان های کوتاه قطب جنوب استفاده می کنند تا انرژی کافی خود را برای زنده ماندن در فصل زمستان از غذا، بدست آورند. فریزر و همکارانش یافته های خود را در مجله اینترنتی “کتابخانه عمومی علوم به نام PLoS ONE منتشر کرده اند .

خواب زمستانی در دوزیستان
طی مطالعه ای برروی دوزیستان مقاوم شمالی ثابت شده است که اوره در قورباغه ها باعث می شود که این جانور در زمستان یخ نکرده، خشک نشود و از گرسنگی نمیرد.
قورباغه های جنگلی رانا که در مدار شمالی زندگی می کنند، طی خواب زمستانی یخ نزده و از بین نمی روند.
جان کاستنرو و ریچارد لی محققان دانشگاه میامی در آکسفورد می گویند که به محض نزدیک شدن زمستان، اوره به طور فوق العاده ای در این قورباغه ها زیاد می شود. مقدار اوره در این حیوان در زمستان تقریباً ۵۰ برابر همین مقدار در تابستان است. اوره معمولاً از طریق ادرار از بدن دفع می شود، چرا که مقدار زیاد اوره خطرناک است و باعث پاره شدن و از بین رفتن اجزای تشکیل دهنده سلول ها می شود. دکتر کاستنرو می گوید: «با این که اوره باعث پارگی سلول ها می شود، اما به نظر می رسد که این ماده در این جانوران برای از بین بردن و پاره کردن سلول ها کافی نیست. در واقع این ماده در این جانوران حکم مرهم را دارد.»
برای اثبات مفید بودن اوره قورباغه ها در زمستان، محققان خون و بافت های این حیوانات را طی یک دوره سرما مورد مطالعه قرار دادند. در این تحقیقات ثابت شده است که اوره از صدمه دیدن بافت ها و سلول ها در این جانور جلوگیری می کند.
کاستنرو می گوید:« اوره در این حیوانات دقیقاً مانند گلوکز که باعث جلوگیری از یخ زدن حیوانات در زمستان می شود، عمل می کند. »
مانند دیگر موادی که از حیوانات در سرما محافظت می کنند، اوره نیز مولکول کوچکی است که از غشای سلول عبور می کند، اما چگونگی کارکرد آن هنوز مشخص نشده است. مطالعات قبلی روی قورباغه های جنگلی نشان داده بود که اوره باعث می شود که حیوانات در مناطق خشک، آب بدن خود را از دست ندهند. بنابراین احتمالاً اوره در قورباغه های جنگلی باعث می شود که این حیوانات در سرما یخ نکرده و خشک نشوند.
مطالعات کاسترو و ریچارد لی نشان داده اند که اوره عمل متابولیسم را به طور مناسبی کند می کند. طی مطالعه ای محققان کشف کرده اند که اوره باعث کند شدن فعالیت جگر و بافت های ماهیچه ای می شود، اما در عملکرد قسمت های مهمی مانند کلیه و قلب هیچ دخالتی ندارد. کند شدن عمل متابولیسم باعث حفظ انرژی در بدن می شود. قورباغه ها علاقه زیادی به کند کردن متابولیسم بدنشان در طی خواب زمستانی دارند. طی تحقیقی ثابت شده است که اولین کاری که این حیوانات پس از بیدار شدن در بهار انجام می دهند، جفت گیری است. یعنی قبل از هر کاری حتی غذاخوردن و انرژی گرفتن دوباره، این کار را می کنند و این نشان می دهد که آنها پس از دوران خواب زمستانی هنوز انرژی دارند.

زمستان خوابی در موش خرمایی کوهی

در دوران خواب زمستانی ضربان قلب موش خرمای کوهی از ۱۴۰ بار در دقیقه به دو یا سه بار در دقیقه کاهش پیدا می کند دفعات تنفس از۲۵ بار در دقیقه یک تا دو بار و درجه حرارت بدن از ۳۸ درجه به ۱۰ درجه سانتیگراد می رسد . جالب است که بدانید که موش خرماها ۱۸۰ روز از سال را می خوابند. و ضربان قلبش هم از ۸۸ به ۱۵ تا در دقیقه می رسد. معمولاً این جانور در اواسط فرودین یا اوایل اردیبهشت در حالی که کاهش وزن پیدا کرده و بسیار لاغر و ضعیف شده، از خواب زمستانی بیدار می شود. جالب اینجاست که با وجود لاغری، بسیار فعال و چابک هستن.

آیا زمستان خوابی موجب توقف ساعت بیولوژیکی می شود؟
گروهی از دانشمندان آلمانی با بررسی خوکچه هندی اروپایی کشف کردند که در این جانور همزمان با آغاز دوره زمستان خوابی ساعت بیولوژیک بدن نیز متوقف می شود.
در دوره زمستان خوابی دمای بدن تا حد قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و متابولیسم کند می شود. تاکنون این مسئله که آیا همزمان با زمستان خوابی ساعت بیولوژیکی بدن که ریتم های شبانه روزی حیوان را کنترل می کند، متوقف می شود یا خیر، مورد بررسی قرار نگرفته بود.
به تازگی دانشمندان دانشگاه لوئی پاستور در استراسبورگ و دانشگاه هانوفر کشف کردند که در مورد خوکچه هندی اروپایی این ساعت بیولوژیکی متوقف می شود. این دانشمندان که نتایج بررسی های خود را در مجله “شرح مباحثات آکادمی ملی علوم آمریکا (PNAS) منتشر کرده اند، توضیح دادند که در پستانداران ساعت شبانه روزی در سطح هیپوتالاموس قرار دارد و فرایندهای بیولوژیکی این ساعت با موقعیت های محیطی هماهنگ می شوند.سیکل های شبانه روزی که توسط نورون های مهم هیپوتالاموس کنترل می شوند در نتیجه حرکت سیکلی برخی ژن ها بوجود می آیند. این ژن ها Per1، Per2 ، Bmal1 و ژن “آرژنین- واسوپرسین” نام دارند که به طور طبیعی در مدت ۲۴ ساعت فعال و غیرفعال می شوند و ریتم “خواب و بیداری” را تنظیم می کنند.این دانشمندان با آزمایش نمودار بیان این ژن ها در یک دوره چهار روزه در مدتی که در آن خوکچه های هندی در حالت زمستان خوابی بودند، نشان دادند که این ژن ها به جای آنکه در دو حالت فعال و غیر فعال قرار گیرند، تنها در یکی از این دو حالت واقع می شوند. به گفته این محققان، این اولین بار است که یک حالت فیزیولوژی که در آن ساعت بیولوژیکی در حرکت نیست، مشاهده می شود

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

آموزش ویژه علوم




دانلود کتاب های علوم


















طرح درس سالانه






دانلود راهنمای معلم



عضویت خبرنامه