Hibernação
Nota: Para o conceito computacional, veja Hibernação (computação).A hibernação é um estado de atividade mínima e depressão metabólica sofrido por algumas espécies animais. É uma heterotermia sazonal caracterizada por baixa temperatura corporal, respiração e frequência cardíaca lentas e baixa taxa metabólica. Ocorre mais comumente durante os meses de inverno.
Embora tradicionalmente reservado para hibernadores "profundos", como roedores, o termo foi redefinido para incluir animais como ursos[1] e agora é aplicado com base na supressão metabólica ativa, em vez de qualquer declínio absoluto na temperatura corporal. Muitos especialistas acreditam que os processos de torpor e hibernação diários formam um continuum e utilizam mecanismos semelhantes.[2][3] O equivalente durante os meses de verão é a estivação.
A hibernação funciona para conservar energia quando não há comida suficiente disponível. Para alcançar essa economia de energia, um animal endotérmico diminui sua taxa metabólica e, portanto, sua temperatura corporal.[3] A hibernação pode durar dias, semanas ou meses — dependendo da espécie, temperatura ambiente, época do ano e condição corporal do indivíduo. Antes de entrar em hibernação, os animais precisam armazenar energia suficiente para durar todo o período de dormência, possivelmente até um inverno inteiro. Espécies maiores tornam-se hiperfágicas, ingerindo uma grande quantidade de alimentos e armazenando a energia em depósitos de gordura. Em muitas espécies pequenas, o armazenamento em cache de alimentos substitui comer e engordar.[4]
Algumas espécies de mamíferos hibernam durante a gestação, que nascem enquanto a mãe hiberna ou logo depois.[5] Por exemplo, as ursas negras entram em hibernação durante os meses de inverno para dar à luz seus filhotes.[6] As mães prenhas aumentam significativamente sua massa corporal antes da hibernação, e esse aumento se reflete ainda mais no peso da prole. A acumulação de gordura permite-lhes proporcionar um ambiente suficientemente quente e acolhedor para os seus recém-nascidos. Durante a hibernação, eles perdem 15 a 27% de seu peso pré-hibernação usando suas gorduras armazenadas como energia.[7]
Animais ectotérmicos também passam por períodos de supressão metabólica e dormência, que em muitos invertebrados é chamado de diapausa. Alguns pesquisadores e membros do público usam o termo "brumato" para descrever a dormência de inverno de répteis, mas acredita-se que o termo mais geral hibernação seja adequado para se referir a qualquer dormência de inverno.[8] Muitos insetos, como a vespa Polistes exclamans, exibem períodos de dormência que muitas vezes são chamados de hibernação, apesar de sua ectotermia.[9] Os botânicos podem usar o termo "hibernação de sementes" para se referir a uma forma de dormência de sementes.[10]
Dormência e congelamento em ectotérmicos
editarDevido a eles não poderem ativamente regular sua temperatura corporal ou taxa metabólica, animais ectotérmicos (incluindo peixes, répteis e anfíbios) não podem hibernar. Eles podem experimentar taxas metabólicas diminuídas associadas a ambientes mais frios ou baixa disponibilidade de oxigênio (hipóxia) e apresentar dormência (conhecida como brumação). Pensava-se que os tubarões-peregrinos se estabeleceram no fundo do Mar do Norte e ficaram adormecidos, mas uma pesquisa de David Sims em 2003 desfez essa hipótese,[11] mostrando que os tubarões viajavam longas distâncias ao longo das estações, rastreando as áreas com as maiores quantidade de plâncton. Os tubarões-epaulette foram documentados como capazes de sobreviver por três horas sem oxigênio e em temperaturas de até 26 °C (79 °F)[12] como um meio de sobreviver em seu habitat na costa, onde os níveis de água e oxigênio variam com a maré. Outros animais capazes de sobreviver por longos períodos com muito pouco ou nenhum oxigênio incluem peixes-dourados, tartarugas-de-orelha-vermelha, rãs-da-floresta e gansos-de-cabeça-listada.[13] A capacidade de sobreviver a condições hipóxicas ou anóxicas não está intimamente relacionada à hibernação endotérmica.
Alguns animais podem literalmente sobreviver ao inverno congelando. Por exemplo, alguns peixes, anfíbios e répteis podem congelar naturalmente e depois "acordar" na primavera. Essas espécies desenvolveram mecanismos de tolerância ao congelamento, como proteínas anticongelantes.[14]
Gatilho de indução de hibernação
editarO gatilho de indução de hibernação (GIH) é um pouco impróprio. Embora pesquisas na década de 1990 sugerissem a capacidade de induzir torpor em animais por injeção de sangue retirado de um animal em hibernação, pesquisas posteriores não conseguiram reproduzir esse fenômeno. Apesar da incapacidade de induzir o torpor, existem substâncias no sangue dos hibernadores que podem dar proteção aos órgãos para um possível transplante. Os pesquisadores conseguiram prolongar a vida do coração de um porco isolado com um GIH.[15] Isso pode ter implicações potencialmente importantes para o transplante de órgãos, pois pode permitir que os órgãos sobrevivam por até dezoito horas fora do corpo humano. Isso seria uma grande melhoria em relação às seis horas atuais.
O suposto GIH é uma mistura derivada do soro sanguíneo, incluindo pelo menos uma substância do tipo opióide. DADLE é um opióide que em alguns experimentos demonstrou ter propriedades funcionais semelhantes.[16]
Em humanos
editarPesquisadores estudaram como induzir a hibernação em humanos.[17][18] A capacidade de hibernar seria útil por vários motivos, como salvar a vida de pessoas gravemente doentes ou feridas, colocando-as temporariamente em estado de hibernação até que o tratamento possa ser administrado. Para viagens espaciais, a hibernação humana também está sendo considerada, como para missões a Marte.[19]
Os antropólogos também estão estudando se a hibernação era possível nas primeiras espécies de hominídeos.[20]
Ver também
editarReferências
- ↑ «Do Black Bears Hibernate?». North American Bear Center. North American Bear Center. 28 de janeiro de 2008. Consultado em 12 de outubro de 2019
- ↑ Watts PD, Oritsland NA, Jonkel C, Ronald K (1981). «Mammalian hibernation and the oxygen consumption of a denning black bear (Ursus americanus)». Comparative Biochemistry and Physiology A. 69 (1): 121–3. doi:10.1016/0300-9629(81)90645-9
- ↑ a b Geiser, Fritz (2004). «Metabolic Rate and Body Temperature Reduction During Hibernation and Daily Torpor». Annual Review of Physiology. 66: 239–274. PMID 14977403. doi:10.1146/annurev.physiol.66.032102.115105
- ↑ Humphries, M. M.; Thomas, D.W.; Kramer, D.L. (2003). «The role of energy availability in mammalian hibernation: A cost-benefit approach». Physiological and Biochemical Zoology. 76 (2): 165–179. PMID 12794670. doi:10.1086/367950
- ↑ Hellgren, Eric C. (1998). «Physiology of Hibernation in Bears» (PDF). Ursus. 10: 467–477. JSTOR 3873159
- ↑ DeMaster, Douglas P.; Stirling, Ian (8 de maio de 1981). «Ursus maritimus». Mammalian Species (em inglês) (145): 1–7. ISSN 0076-3519. JSTOR 3503828. doi:10.2307/3503828
- ↑ Molnar PK, Derocher AE, Kianjscek T, Lewis MA (2011). «Predicting climate change impacts on polar bear litter size». Nat Commun. 2: 186. Bibcode:2011NatCo...2..186M. PMC 3105343 . PMID 21304515. doi:10.1038/ncomms1183
- ↑ Ultsch, Gordon R. 1989. Ecology and Physiology of Hibernation and Overwintering Among Freshwater Fishes, Turtles, and Snakes. Biological Reviews 64(4), pp. 435-515. doi:10.1111/j.1469-185X.1989.tb00683.x
- ↑ González, Jorge M.; Vinson, S. Bradleigh (2007). «Does Polistes exclamans Vierek (Hymenoptera: Vespidae) Hibernate Inside Muddauber Nests?». Southwestern Entomologist. 32 (1): 67–71. doi:10.3958/0147-1724-32.1.69
- ↑ Cruzan, Mitchell B. (2018). Evolutionary Biology: A Plant Perspective. Nova Iorque: Oxford University Press. p. 146. ISBN 9780190882686. Consultado em 21 de setembro de 2019.
Com exceção de algumas espécies tropicais, a germinação das sementes é tipicamente postergada por algum período que é determinado pelas características das sementes e pelas condições ambientais a que estão expostas [...]. [...] as sementes podem não germinar e persistir no solo por muitos anos. Nesse caso, a latência é induzida por condições ambientais externas, de modo que essas sementes estão efetivamente em hibernação. [...] Por causa da hibernação e dormência das sementes, muitas populações de plantas consistem em indivíduos adultos, bem como Bancos de Sementes que podem ser compostos de sementes produzidas ao longo de várias estações de cultivo.
- ↑ Sims, DW; Southall, EJ; Richardson, AJ; Reid, PC; Metcalfe, JD (2003). «Seasonal movements and behavior of basking sharks from archival tagging» (PDF). Marine Ecology Progress Series. 248: 187–196. doi:10.3354/meps248187
- ↑ «A Shark With an Amazing Party Trick». New Scientist. 177 (2385). 46 páginas. 8 de março de 2003. Consultado em 6 de outubro de 2006. Arquivado do original em 26 de abril de 2003
- ↑ Douglas Fox (8 de março de 2003). «Breathless: A shark with an amazing party trick is teaching doctors how to protect the brains of stroke patients». New Scientist. 177 (2385). p. 46. Consultado em 9 de novembro de 2006. Arquivado do original em 29 de fevereiro de 2012
- ↑ Vitt, Laurie J.; Caldwell, Janalee (2014). Herpetology: an introductory biology of amphibians and reptiles 4th ed. Amsterdam: [s.n.] ISBN 978-0-12-386919-7. OCLC 839312807
- ↑ Bolling, S.F.; Tramontini, N.L., Kilgore, K.S., Su, T-P., Oeltgen, P.R., Harlow, H.H. (1997). «Use of "Natural" Hibernation Induction Triggers for Myocardial Protection». The Annals of Thoracic Surgery. 64 (3): 623–627. PMID 9307448. doi:10.1016/s0003-4975(97)00631-0
- ↑ Oeltgen PR, Nilekani SP, Nuchols PA, Spurrier WA, Su TP (1988). «Further studies on opioids and hibernation: delta opioid receptor ligand selectively induced hibernation in summer-active ground squirrels». Life Sci. 43 (19): 1565–74. PMID 2904105. doi:10.1016/0024-3205(88)90406-7
- ↑ Britt, Robert (21 de abril de 2005). «New Hibernation Technique might work on humans». LiveScience
- ↑ Harlow, John (27 de maio de 2007). «Race to be first to 'hibernate' human beings». Times Online (from The Sunday Times). Arquivado do original em 7 de agosto de 2008
- ↑ «Hibernating astronauts would need smaller spacecraft». European Space Agency. 18 de novembro de 2019
- ↑ Antonis Bartsiokas, Juan-Luis Arsuaga (dezembro de 2020). «Hibernation in hominins from Atapuerca, Spain half a million years ago». L'Anthropologie. 24 (5): 102797. doi:10.1016/j.anthro.2020.102797. Consultado em 21 de dezembro de 2020
Bibliografia
editar- Carey, H.V.; Andrews, M.T.; Martin, S.L. (2003). «Mammalian hibernation: cellular and molecular responses to depressed metabolism and low temperature». Physiological Reviews. 83 (4): 1153–1181. PMID 14506303. doi:10.1152/physrev.00008.2003
- «Hibernation». McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology. 1–20 11th ed. McGraw-Hill. 2012
