Зима для тварин найважча пора року. З-під снігу вони не можуть добути вдосталь корму, мерзнуть, застуджуються. Готуючись до зими, вони міняють своє літнє хутро на зимове - густіше й пухнастіше, мігрують в інші місця, а багато з них впадають у сплячку. Чи дійсно вони сплять?
 За ступенем глибини сплячки розрізняють:
- сезонний сон або факультативну сплячку. У цьому випадку температура тіла, число дихальних рухів і загальний рівень обмінних явищ знижуються  мало, а при зміні обстановки або при неспокої сон легко може бути перерваний;
- справжню безперервну сезонну сплячку. Вона характеризується втратою здатності до терморегуляції (стан гетеротерміі), різким скороченням числа дихальних рухів і скорочень серцевого м'яза, падінням загального рівня обміну речовин.
 Повного припинення обміну речовин під час сплячки не буває, і тварини існують за рахунок витрачання енергетичних запасів свого тіла. В першу чергу витрачаються жир і глікоген печінки, а також речовини деяких інших органів.
 Зимова сплячка - гібернація - один з видів сплячки, що виникає у зв'язку з суттєвим погіршенням умов існування в зимовий час. Вона характерна для багатьох видів ссавців нашої фауни, у тому числі: борсуків, їжаків, хом’яків, тушканчиків, єнотів, ховрахів, бабаків, кажанів…  
Зимова сплячка - це суттєве уповільнення усіх життєвих процесів, припинення живлення і будь-якої рухової активності. Зимова сплячка - закономірне циклічне явище, властиве лише окремим видам, а, отже, спадкова особливість тварин. Сплячка тварин відбувається у спеціально збудованих або розвіданих тваринами сховищах: у печерах, норах, дуплах, завалених листям і хмизом ямах.
Крім зимової існує ще літня сплячка - естивація у пустельних тварин та
нерегулярна сплячка, яка виникає при раптовому настанні несприятливих умов для життя.

Земноводні і плазуни.

 Безболісно замерзати від дії низьких температур можуть представники земноводних та плазунів: тритони, жаби, черепахи і змії. Їхнє тіло твердіє так, що внутрішні органи пронизуються кристалами льоду. Це досить незвично, адже утворений у судинах лід повинен розривати їх або безнадійно розтягувати. Крім того, замерзла вода стає недоступною до клітин, які гинуть від недостачі води. Влаштовуються жаби, ящірки, тритони, вужі й гадюки в ямах, норах, печерах, під старими пеньками, під купами листя, хмизу, під камінням, в погребах, в підвалах. В одному місці збирається їх часом по п’ять, по десять, по двадцять і навіть більше. Озерні жаби зариваються в мул на дні водойм.
Деякі представники амфібій при охолодженні тіла, а особливо коли у пальцях лапок та в шкірі утворюється лід, можуть наповнювати свої тканини тіла глюкозою, що є попередженням від пошкодження. Людина так зробити не може, адже при надмірній кількості глюкози настане гіперглікемічна кома та смерть. У жаб також виникає надлишок цукру, але кома їм не страшна, обмін речовин у клітинах майже припиняється, що зовсім не шкодить цим тваринам. Навесні вони відтаюють і при жвавих рухах спалюють глюкозу, як паливо.
Підв’язкова змія останньою іде на зиму в укриття, зимує при +4-+5 градусах у розщелинах камінців і першою з них виходить. Биття її серця сповільнюється до 6 ударів на хвилину, тобто у десять разів повільніше, ніж у сонячний день. У мороз ці змії також можуть перетворюватися на лід, але після сонячного дня сонце оживляє рептилію. Ці змії зимують також і у воді, причому не у природній водоймі, а у ємкості, яка заповнюється водою. Це означає, що шкіра змії може витягувати кисень з води. Хоча за дослідженнями вчених цього зовсім недостатньо. Серце такої змії б’ється лише один раз на хвилину і обмін речовин дуже сповільнюється.

Ссавці

 Для того, щоб проспати цілу зиму, восени тварини мусять добре запастися жиром, який витрачають потім дуже економно. У тварини, яка спить, знижується температура тіла, кров’яний тиск, значно уповільнюється дихання й серцебиття, загалом витрати необхідних для життєдіяльності речовин зменшуються майже в 100 разів.
 Кажани сплять більше половини свого життя. Цим вчені пояснюють тривалість їхнього життя, рекорд – біля 40 років.  З весни до осені кажани активно харчуються: комарами, мошками, більші їдять хрущів, різноманітних жуків. Восени шукають сприятливі місця для зимової сплячки. У пошуках придатних місць для зимівлі рукокрилі здійснюють міграції. Їм потрібна стала низька температура. Усі процеси життєдіяльності уповільнюються, серце під час сплячки б'ється кілька разів на хвилину.
 Зимують вони у печерах, в дуплах дерев, на горищах старих будинків. Гострими кігтиками задніх лапок чіпляються за склепіння печери чи дупла, обгортаються крильцями і повисають до весни.
 Їжак взимку спить, і їжа йому не потрібна. Сплять зимою ведмідь і борсук, але, на відміну від інших, їхній сон чутливий, вони можуть прокидатися.
 На початку зими, коли температура падає нижче +15°С, бабак згортається клубком у норі й впадає у сплячку.  Приказка „спить, як бабак" з'явилася недаремно, адже ці тварини сплять від 6 до 8 місяців у рік. Сплячка - це глибокий сон, під час якого тварина втрачає контроль над температурою свого тіла. Від сплячки тварина регулярно прокидається лише для того, щоб випорожнюватися, або в дуже критичній ситуації, наприклад, якщо гніздо заливає вода або життю тварини загрожує інша небезпека. Під час сплячки температура тіла бабака падає до рівня, що не набагато перевищує 0°С. Бабак, що спить, робить тільки два вдихи на хвилину, його серце здатне скорочуватися тільки раз у 12 секунд, а іноді навіть зупинятися на цілу хвилину.
 Дрібні тварини втрачають тепло швидше, ніж виробляють його. Наприклад, миша використовує удвічі більше енергії, ніж вівця. Тому багато дрібних тварин будують дуже добре захищені теплі гнізда. Часто будівлі знаходяться глибоко під землею. Щоб утримувати температуру тіла на рівні +37°С, ссавці повинні регулярно харчуватися. Тварини часто роблять жирові запаси, за рахунок яких вони переживають голодні часи. У багатьох тварин шанс на виживання з'являється лише тоді, коли вони скорочують використання енергії до мінімуму, тому її буває достатньо на час зимової сплячки.
    Найменша тварина, що впадає у сплячку - ліщинова соня, що поширена у Європі. Як тільки температура повітря падає нижче +15°С, вона забирається у своє гніздо, згортається клубочком й засинає.
У природі зустрічаються тварини, які можуть дуже переохолоджуватись, але лід у тканинах не утворюється. Із ссавців прекрасно переносять охолодження ховрахи (суслики), у яких у зимову сплячку температура тіла може впасти нижче точки замерзання, і причому кристали льоду зовсім не утворюються. Як їм це вдається, щось схоже на загадку природи.
 Ссавці, які ведуть риючий спосіб життя також впадають у сплячку. Як довго вони зимують під землею, залежить від того, наскільки холодно зовні. Але все-таки температура їхнього тіла час від часу підвищується майже до нормальної і вони можуть просипатися на декілька годин або на цілий день.
Американські вчені робили цікаві спостереження за деякими гризунами. Вони залишали тварині у норі багато корму і ті, просипалися кожен день, а якщо корму клали дуже мало, то гризуни спали по багато днів підряд не просипаючись. Але чому тварини взагалі періодично просипаються від сплячки, адже вона зберігає енергію. За деякими даними, тварини бояться проспати весну. Тому, що деякі тварини, тільки відкрили очі, зразу торкають земляну пробку, що закриває вхід в нору, так як тепла земля означає прихід весни. Коли дослідники штучно нагрівали пробку, тварини зразу ж розривали хід назовні. Наприклад, білки з наближенням зими просипаються все частіше і частіше. Можливо, це не лише біологічний годинник, а також значна кількість накоплених продуктів обміну, які необхідно терміново видалити з організму.

Зимовий сон чи сплячка?

 Деякі тварини, наприклад борсук, більшу частину зими сплять у своїй норі, проте ці тварини не впадають в справжню сплячку. Обмін речовин у них зменшується, але не набагато. Частота ударів серця скорочується до 10-12 ударів на хвилину, а температура тіла тримається на рівні 30°С, тобто вони не впадають у характерний стан летаргії. Якби температура їх тіла знизилася, це означало б для них вірну смерть. Єноти і скунси взимку також сплять, проте при цьому вони, як і борсуки, підтримують високу температуру тіла.
 Сон відрізняється віл сплячки. У сплячку впадають теплокровні тварини, щоб пережити голодний і найбільш несприятливий час. Тому вони впадають у сплячку, щоб зберегти дорогоцінну енергію. Температура тіла тварин сильно знижується, травлення припиняється, серцебиття скорочується, дихання стає рідшим.
  Кажани сплять без перерви найдовше, проте час від часу вони прокидаються і, перебравшись на інше місце, знову засинають. Деякі вили навіть ловлять на зимівлях комах.
 Їжак спить не більше 2-3 тижнів, а потім на короткий час прокидається. Часті пробудження в теплі зими не приносять їжакові користі, оскільки в цьому випадку швидше витрачаються запаси жиру. Інші комахоїдні, наприклад, білозубка-крихітка, що важить 2 г, є прикладом іншої крайності: у холодний час вона на декілька годин впадає у стан заціпеніння. Проте це не справжня сплячка.
  Ведмідь серед зими прокидається і виходить з барлоги, а потім повертається „досипати". У ведмедиці народжуються ведмежата, й вона доглядає за ними. У стані заціпеніння деякі тварини залишаються абсолютно нерухомими, навіть якщо їх поворушити. Інші прокидаються на мить, якщо потривожити їх сон. Перші ознаки пробудження - ворушіння і тремтіння в кінцівках, завдяки чому поступово піднімається температура тіла. Щоб зігрітися, тварина використовує багато енергії.

Деякі пристосування до перенесення низьких температур.

Тварини холодних місцевостей планети мають захист - певні пристосування до холодів та морозів: пір’я з пухом, шерсть, товстий шар підшкірного жиру. Деякі гризуни, кролики та землерийки при настанні холодів виробляють особливу речовину – коричневе сало. Воно дає багато енергії, тому що насичене мітохондріями, функція яких перетворювати поживні речовини в тепло.
У інших тварин наявна так звана «чудова сітка» вен та артерій, по яких тепла кров іде в ті місця, де тіло охолоджується холодним повітрям чи водою, наприклад, плавці у китів чи лапи у качок. Така ж сітка наявна і у комах, наприклад, у совки, яка може, навіть, літати на морозі. До того ж її тіло вкрите шерстю, а повітряні мішки відокремлюють теплі груди від холодного черевця. Під час відпочинку совка може охолоджуватися і, щоб її м’язи почали працювати, вона повинна нагрітися до 26 градусів. Тоді вона починає дрижати, її мускули скорочуються, вона знаходиться на одному місці, тобто ще не летить, поки її тіло не виробить багато тепла і повністю не розігріється.
Деякі невеликі птахи, наприклад, в’юркові також всю зиму дрижать, крім польоту. Чижики також дрижать ще довше, так як спалюють не лише вуглеводи, а й жири. Причому у холодну пору до дрижання здатні не всі мускули, а лише деякі, а під час морозу дрижать вже всі інші.

Пристосування до перенесення низьких температур у людини.

Завдяки дослідженням вчених було з’ясовано, що у людини, особливо у дітей наявний «рефлекс пірнаючої комахи»: коли раптово линути на обличчя холодної води, то пульс різко сповільнюється, тиск крові підвищується, а кровообіг скорочується на всі органи, крім мозку та серця. На їхню думку це якийсь залишок еволюції. Адже багато тварин, коли занурюються у воду перестають дихати, а їхній пульс зменшується. Наприклад, у тюленя пульс зменшується від 100 до 6-10 ударів на хвилину.
У людини для відчуття холоду є спеціальні терморецептори. Якщо тіло охолоджується нижче нормальної температури, то вони подають сигнали. Тоді за певною командою мозку скорочуються кровоносні судини і на поверхню тіла поступає менше крові, тому втрата тепла зменшується. В цей час кров поступає всередину до життєво важливих органів. Якщо дуже необхідно, то потік крові до пальців може скоротитися до сотої долі, але вони довго не протримають, можуть відмерзнути. Тому охолоджене тіло час від часу розширяє свої кровоносні судини і надсилає тепло та кисень на допомогу замерзаючим кінцівкам.

 Чому сплячка – унікальний процес?

 Сплячка є унікальним процесом, над біохімією якого учені до цих пір багато в чому ламають голову. Дослідників особливо цікавить, як тваринам вдається сповільнювати показники серцевого ритму та метаболізму до мінімальних, і те, що під час цього процесу організм демонструє надзвичайну регенеративну здатність.
 В результаті дослідження група вчених світу проводила аналіз стану 1000 ведмедів на території національних заповідників протягом 25 років, намагаючись визначити, що саме сприяє посиленню у них регенеративних процесів. Ідея полягала в тому, щоб спробувати перенести вміння ведмедів на людей - образно кажучи, спробувати відтворити атмосферу аналогічної сплячки у жертв пожеж, автомобільних аварій і нещасних випадків, в результаті якої їх організм міг би повністю відновитися, не залишаючи на тілі ніяких шрамів.
 Тим не менш, організоване вченими дослідження не принесло ніяких результатів. Для вчених залишився невідомим спосіб, за допомогою якого ведмеді знижують показник частоти серцевих скорочень під час сплячки з 55 ударів в хвилину до менш ніж 5. Було взято кілька тисяч аналізів на різні хімічні речовини і гормони, проте відповідь на це та низку інших важливих питань так і не було знайдено. Проте, дослідники не здаються.

Цікаво, але факт.

 Цікаво, але факт, що кілька видів проводять у сплячці частину вагітності, і в цьому випадку пологи відбуваються відразу після виходу із сплячки.
 Деякі арктичні комахи досить добре переносять п’ятидесятиградусний мороз, видаляючи зі свого тіла пилинки та бактерії, навколо яких можуть обростати кристалики льоду.
Деякі тварини можуть пролежати у вічній мерзлоті сотні років, потім відтанути і жити далі. Такі випадки часто можна зустріти у палеонтологічних повідомленнях. Вчені проводять радіовуглецевий аналіз, щоб з’ясувати вік знахідок.
Колись у давнину люди вірили, що взимку ластівки ховаються під водою і сплять на дні ставка або річки. У наші дні відомо, що ці птахи з настанням осені відлітають у південні краї, оскільки на місцях їх гніздування взимку немає літаючих комах - основного корму птахів. Проте виявилось, що деякі види птахів все-таки впадають у сплячку, хоч би на короткий час.
Американська білогорла дрімлюга харчується комахами. Взимку літаючих комах немає, тому цей птах впадає в зимову сплячку, аби зберегти дорогоцінну енергію. На короткий час температура тіла дрімлюги знижується приблизно до +6°С, тоді як зазвичай вона становить близько +40°С. Дуже багато видів колібрі на ніч впадають у заціпеніння, що нагадує сплячку. У цей час температура їх тіла знижується до +8-+9°С. Відомо, що колібрі витрачають багато енергії, тому в них дуже інтенсивний обмін речовин: протягом дня вони поглинають кількість їжі, що удвічі перевищує їх масу.

Міграція замість сплячки.

    У зимовий час зупиняється розвиток більшості рослин, а холоднокровні тварини впадають у стан заціпеніння. Теплокровні тварини, птахи та ссавці, не можуть таким чином реагувати на зміну навколишнього середовища. Для теплокровних тварин є дуже важливим підтримувати постійну температуру, оскільки вона майже завжди вища за температуру навколишнього середовища. Для підтримки температури тварині необхідна їжа, яка взимку стає труднодоступною. Багато птахів вирішують цю проблему своєрідним чином - вони відлітають на зиму в тепліші краї.
 Великі рослиноїдні тварини, наприклад північний олень, також мігрують у південніші регіони. Для дрібних ссавців такі подорожі неможливі.

 Анабіоз = сплячка?
  
Анабіоз - стан організму, при якому життєві процеси тимчасово припиняються або настільки сповільнені, що відсутні всі видимі прояви життя. Спостерігається при різкому погіршенні деяких умов існування (низька температура, відсутність вологи і ін.) в організмів, що стоять на різних рівнях розвитку. При настанні сприятливих умов відбувається відновлення нормального рівня життєвих процесів - «пожвавлення».
Анабіоз.- біологічне пристосування організму до несприятливих зовнішніх умов, вироблене в процесі еволюції. У тварин він був відкритий у 1701 році А. Левенгуком. Безхребетні: гідри, черв'яки, раки, водні і наземні молюски, деякі комахи, а з хребетних - земноводні і плазуючі, під час анабіозу можуть втрачати половину тканинної води. З анабіозом при замерзанні має багато загального зимова сплячка ссавців, а при обезводненні і літня сплячка.

Літня сплячка -  естивація
 

 Літня сплячка викликана сезонним погіршенням кормової бази. Частіше вона спостерігається у гризунів, позбавлених влітку повноцінного і багатого водою корму. Такі в основному ховрахи. Найраніше (у червні -липні) впадає в сплячку жовтий, або піщаний, ховрах Середньої Азії. У ховрахів літня сплячка зазвичай без перерви переходить у зимову.
 Літня сплячка спостерігається і у мешканців тропічної зони.

Таким чином, сплячка - період деактивації життєвих процесів та метаболізму у тварин, що характеризується зниженням температури тіла, уповільненням дихання, та всіх процесів метаболізму. Основним фізіологічним смислом сплячки є збереження енергії в період несприятливих природних умов: морозів, безкормиці.