Quan arriba l’hivern i les condicions climàtiques comencen a ser més rigoroses, amb disminució de la temperatura ambiental i major dificultat per trobar aliment, molts animals es desplacen cap a zones més càlides del planeta on els hi serà més fàcil passar els mesos següents. Són els animals migratoris i entre ells es troben aus com les cigonyes i orenetes, mamífers com la balena gris i alguns ratpenats, peixos com el bacallà i també invertebrats com la papallona monarca.
Altres espècies, sobretot les que viuen en climes temperats amb quatre estacions ben diferenciades, amb una estació freda que correspon a l’hivern, tenen la capacitat d’adaptar-se a les dures condicions, les baixes temperatures i el poc aliment d’aquest període desfavorable mitjançant una estratègia evolutiva fascinant: la hibernació.
L’Institut d’Estudis Catalans defineix la paraula hibernació com el conjunt de fenòmens biològics provocats per l’hivern en alguns mamífers i ocells, que els serveixen per a resistir el medi desfavorable aïllant-los-en.
En què consisteixen aquests fenòmens biològics? Com aïllen del medi desfavorable? Quines espècies ho poden dur a terme? Podria arribar a hibernar l’ésser humà? Anem a profunditzar una mica investigant sobre tot això.
La hibernació es caracteritza per ser un període d’inactivitat amb una disminució general de les funcions metabòliques de l’organisme. Els animals entren en una mena de son profund amb una disminució de la freqüència cardíaca i respiratòria i una baixada de la temperatura corporal que pot arribar a apropar-se als 0ºC en algunes espècies amb la finalitat d’estalviar energia i sobreviure gastant les reserves energètiques acumulades en forma de greix durant les setmanes anteriors.
Són algunes espècies d’animals de sang calenta, homeoterms (mamífers i aus), amb facultat per mantindre la temperatura corporal constant, els que han assolit aquesta adaptació evolutiva, entre els que trobem la marmota, el liró, els ratpenats, l’eriçó, petits rosegadors i l’ós bru entre d’altres mamífers i un ocell de Nord Amèrica , l’enganyapastors de Nuttall, com a única au en la que s’ha observat aquest fenomen.
Eriçó europeu (Erinaceus europaeus), exemple d’animal hibernant. Foto: Wikipèdia.
Animals anomenats de sang freda, sense capacitat de mantindre la seva temperatura corporal constant (poiquiloterms), com rèptils i amfibis, quan baixa la temperatura del seu entorn perden calor corporal i passen l’hivern aletargats en els seus caus, igual que molts invertebrats.
Els animals hibernants es preparen per aquest període acumulant reserves de greix, preparen els seus caus folrats d’herba com alguns rosegadors per mantenir la calor o busquen llocs càlids i segurs com les coves triades pels ratpenats. La seva activitat anirà disminuint progressivament a mida que es refreda l’ambient, disminuint la seva activitat metabòlica fins a nivells més o menys profunds segons l’espècie. Alguns rosegadors arriben a nivells de hipotèrmia fregant la temperatura de congelació i d’altres espècies com l’ós bru només baixa uns quants graus la seva temperatura corporal per la qual cosa fins fa poc no es consideraven uns veritables hibernants, però ha sigut aquesta emblemàtica espècie de les nostres muntanyes i la seva “desaparició” durant l’hivern un dels factors que va despertar la curiositat en l’ésser humà sobre què passava durant aquest període de letargia.
Ja en el s. XVII s’especulava sobre què succeïa durant aquest període l‘observar que les osses entraven soles a la guarida i sortien amb les cries mesos després . L’eclesiàstic Isidoro de Sevilla va escriure en les seves Etimologies “els ossets neixen com una massa amorfa de carn; la mare llepant-los, els hi dona forma”.
Recentment s’han fet estudis amb óssos negres nord americans (Ursus americanus), dels anomenats individus “molests” i que normalment s’acaben sacrificant per apropar-se massa a la gent. Aquests individus són col·locats en caus artificials amb càmeres infraroges, electrocardiogrames implantats quirúrgicament, termòmetres, radiotransmissors i altres aparells que han permès obtenir informació que ha desvetllat alguns dels misteris fisiològics de la seva hibernació.
Ós negre hibernant i alimentant la seva cria. Foto: All Canada Photos/Alamy
Amb una baixada de només 4-6 graus de temperatura corporal els óssos redueixen el seu metabolisme i el consum d’oxigen un 75%. Si normalment ja tenen un freqüència cardíaca baixa, en hibernació poden arribar a 5 ppm. El seu cor presenta unes adaptacions de les proteïnes del múscul cardíac que el converteixen en una bomba capaç de treballar a diferent ritme i força de contracció durant aquest període, fent que arribi molta menys sang i oxigen als òrgans vitals. Paral·lelament a aquest fet, els òrgans disminueixen la seva demanda disminuint el seu metabolisme cel·lular gràcies a l’acció d’una endorfina que es creu que és la causant de l’entrada en aquesta fase d’hibernació. L’activitat digestiva es redueix progressivament fins quedar el tub digestiu buit i recobert de cèl·lules epitelials i secreció mucosa, i a més tenen bacteris que converteixen la urea en una altra forma nitrogenada útil per la síntesi d’aminoàcids, com un sistema de reciclatge per aconseguir proteïnes a partir de l’orina. No existeix una degradació muscular durant aquest llarg període d’inactivitat i els óssos són estimulats per una hormona segregada a la glàndula paratiroides que n’evitarà l’osteoporosi.
Ós bru despertant de la hibernació. Foto: Age Fotostok/Quality
El cas de les femelles és encara més sorprenent ja que pareixen durant aquest període i han d’alimentar i mantindre la temperatura d’uns cadells que neixen molt petits, cecs i sense pèl, en un moment en el qual el seu metabolisme funciona a un 25%!
Els descobriments sobre la hibernació dels óssos i altres mamífers pot tindre aplicacions pràctiques en l’ésser humà per tractar alteracions cardíaques i musculars, osteoporosi, obesitat, insuficiència renal, dèficits proteics, conservació d’òrgans…i qui sap si la clau per aconseguir un estat de letargia semblant, un son profund i sense cost que permeti assolir nous reptes a la nostra espècie.
Simulació del possible viatge a _Mart d’astronautes en estat de letargia. Imatge: Spaceworks.
Si voleu continuar descobrint els misteris de la hibernació i les seves possibles aplicacions en un futur en l’ésser humà a continuació teniu l’enllaç d’alguns articles molt interessants consultats:
http://www.sciencemag.org/news/2015/07/how-bears-keep-their-bones-strong-during-hibernation
http://www.sciencemag.org/news/2011/02/secrets-bear-hibernation
http://www.nationalgeographic.es/noticias/animales/mamiferos/osos-hibernan-calidos
http://elpais.com/elpais/2016/09/06/ciencia/1473163229_764806.html (“¿Cómo sobrevive el oso durante la hibernación?”)
http://elpais.com/elpais/2016/02/12/buenavida/1455276838_939901.html (“Por qué los humanos deberíamos hibernar”)
http://www.lavanguardia.com/ciencia/20141006/54417669352/nasa-hibernar-astronautas-marte.html
MónNatura Pirineus 