5 Bären Im Winterschlaf Lassen Sie Wissenschaftler In Ihre Denser Schauen

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Der winterschlaf der bären könnte ein schlüssel für den zukünftigen winterschlaf des menschen sein.

Laut einer neuen, erstmaligen Studie, in der fünf wilde Schwarzbären beobachtet wurden, während sie einen Alaska-Winter schlummerten, wird mit Bären im Winterschlaf mehr getan als mit ein paar Monaten Schönheitsschlaf.

In der Studie wurde festgestellt, dass Schwarzbären im Gegensatz zu anderen Tieren, die im Winterschlaf gehalten werden, ihre Körpertemperatur nur um wenige Grad senken und gleichzeitig ihren Stoffwechsel um 75 Prozent senken (um den Energiebedarf des Körpers zu verlangsamen).

Es ist das erste Mal, dass Forscher eine vollständige Winterschlafzeit bei einem Tier in menschlicher Größe untersucht haben, und die Forscher hoffen, dass die Ergebnisse dazu beitragen können, den menschlichen Winterschlaf für die medizinische Versorgung oder sogar für die Weltraumfahrt herbeizuführen.

"Ein echter Wunsch in der Medizin ist es, Hypothermie bei Patienten auszulösen, um deren Temperatur und Stoffwechsel zu senken", sagte der Forschungsforscher H. Craig Heller, Biologe an der Stanford University, gegenüber WordsSideKick.com. "Wenn Sie die Temperatur des Gehirns nur ein paar Grad nach einem Schlaganfall senken können, können Sie die Menge des durch den Schlaganfall verursachten Schadens drastisch senken... aber im Moment ist es unmöglich, dies effektiv zu tun. Wenn wir tatsächlich herausfinden könnten, wie der Bär ist Ist dies biochemisch und physiologisch, könnte dies zu einer Anwendung beim Menschen führen. "

Bau einer Höhle

Bären sind wegen ihrer erstaunlichen Überwinterungsfähigkeit für medizinische Forscher seit langem von Interesse. Zum Beispiel verlieren Schwarzbären während ihrer unbeweglichen Monate im Winterschlaf Fett, aber im Gegensatz zu bettlägerigen Menschen verlieren sie wenig Muskel- oder Knochenmasse. Das macht sie für Rehabilitationsforscher interessant, sagte Studienautor Brian Barnes von der University of Alaska, Fairbanks, in einer Pressekonferenz über die Arbeit am 17. Februar in Washington, DC.

Es ist nicht einfach, die Schlafgewohnheiten eines 200-Pfund-Schwarzbären zu überwachen. Es ist schwierig, gefangene Tiere wie in freier Wildbahn in den Winterschlaf zu bringen, so dass die meisten früheren Forschungen zum Winterschlaf von Bären intermittierende Feldüberwachung der Wildtiere beinhalteten. Die neue Studie verfolgte einen anderen Ansatz. Fünf "ärgerliche" Schwarzbären, die wiederholt den menschlichen Gemeinschaften in Alaska zu nahe kamen, wurden beruhigt und in ein entlegenes Gebiet außerhalb von Fairbanks transportiert. Zwei der lästigen Bären waren weiblich und die anderen drei männlich. Der größte Teil der Gruppe wog 103 Kilogramm.

Jeder Bär erhielt eine gemütliche Holzkiste als Höhle, komplett mit Strohbett und einer Reihe von High-Tech-Sensoren, um den Sauerstoffverbrauch, die Muskelbewegung, die Herzfrequenz und die Temperatur der Tiere zu messen.

Die Forscher verzeichneten jedes Zucken der Bären während der fünfmonatigen Winterschlafzeit von November bis März. Die Bären wurden außerdem chirurgisch mit einem Funksender, einem Herzfrequenzmonitor und einem Stoffwechselmonitor implantiert, sodass das Forschungsteam die Vitalwerte für einen Monat nach dem Winterschlaf verfolgen konnte.

Ein amerikanischer Schwarzbär schläft in einer künstlichen Höhle, die von Forschern in Alaska errichtet wurde.

Ein amerikanischer Schwarzbär schläft in einer künstlichen Höhle, die von Forschern in Alaska errichtet wurde.

Bildnachweis: Øivind Tøien

Gekühlte Tiere

Die Bären ließen sich glücklich in ihren von Menschen bereitgestellten Höhlen nieder, sagte Heller. Sobald sie einschliefen, fiel ihre Körpertemperatur von normalen 98,6 auf 100,4 Grad Fahrenheit (37 bis 38 Grad Celsius) auf einen Durchschnitt von 91,4 Grad Fahrenheit (33 Grad Celsius). Dieser Temperaturabfall ging einher mit einer Senkung der Stoffwechselrate der Bären um 75 Prozent. Das sei überraschend, sagte Heller: In kleinen Winterschlaf-Säugetieren wie Murmeltieren und Eichhörnchen braucht es eine Absenkung der Körpertemperatur um 10 Grad, um den Stoffwechsel um die Hälfte zu verlangsamen. Die Bären hatten ihren Stoffwechsel um 75 Prozent gesenkt, die Hälfte dieses Temperaturabfalls.

"Dieser Rückgang des Stoffwechsels beim Bären ist so viel größer, als Sie erwarten würden", sagte Heller.

Die Bären zeigten ein regelmäßiges Muster von zwei bis sieben Tagen, bei dem ihre Temperatur zwischen 2 und 6° C sank und sie dann wieder zittern würden, um sie wieder in die Höhe zu bringen, fanden die Forscher heraus. Die niedrigste gemessene Körpertemperatur für die Versuchspersonen betrug 86,7° F (30,4° C).

Das sei viel wärmer als bei kleinen Winterschläfern, sagte Heller, dessen Körpertemperatur fast einfrieren könnte, obwohl die Neuronennetzwerke in ihrem Gehirn schrumpfen und bei gelegentlichem Aufwachen wieder aufgebaut werden müssen. Bären könnten diesen Schaden möglicherweise vermeiden, sagte Heller.

"Eine Erklärung ist, dass die Bären [ihre Temperatur nicht so stark senken müssen wie kleine Säugetiere], weil sie in der Lage sind, so viel Energie wie Fett zu speichern, groß zu sein und ein geringes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu haben", so Heller sagte. (Je mehr Oberfläche den Elementen ausgesetzt ist, desto mehr Wärme wird freigesetzt und desto härter muss der Körper arbeiten, um eine gesunde Temperatur zu halten.)

Als weitere Bestätigung, dass etwas außer der Temperatur den Bärenstoffwechsel reguliert, stellten die Forscher fest, dass der Stoffwechsel nach dem Winterschlaf bei normaler Körpertemperatur etwa die Hälfte der üblichen Rate betrug. Es war zwei bis drei Wochen nach dem Aufwachen der Bären, bevor der Metabolismus normale Werte erreichte.

Bemerkenswerte Regelung

Der denkwürdigste Moment der Studie, sagte Heller, war, als die Videokameras der Forscher eine der weiblichen Bären bei der Geburt erwischt haben. Bären gebären im Februar im Winterschlaf, und die Nachkommenschaft kümmert sich und wächst, bis der Mommabär aufwacht. Leider starb das in der Studie geborene Babybär an einem angeborenen Defekt. Die Forscher konnten jedoch beobachten, dass die Mutter ihre Körpertemperatur erst nach der Geburt senkte, was darauf hindeutet, dass Wärme für die Entwicklung eines Babybären wichtig ist.

Wegen ihres "Belästigungsstatus" wurden die Bären nach der Studie eingeschläfert. Die Wissenschaftler nahmen den Bären Gewebeproben für die zukünftige Erforschung der Körperchemie der Tiere.

Die Forscher haben keine festen Pläne, die Studie mit mehr Bären zu wiederholen, aber Barnes der Universität Alaska sagte Reportern, es sei interessant, den Winterschlaf des größeren Cousins ​​des schwarzen Bären, des Grizzly- oder Braunbären, zu überwachen.

"Es ist verlockend zu spekulieren, dass diese Tiere, wenn Sie in der Masse nach oben gehen, geringere Wärmeverluste haben... dass sie möglicherweise sogar bei noch tieferen Temperaturen in den Winterschlaf gehen können", sagte Barnes. Ich brauche eine größere Box. "

Du kannst Folgen WordsSideKick.com Ältere Schriftstellerin Stephanie Pappas auf Twitter @sipappas.


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