Dormansi, Torpor, dan Hibernasi

Bagaimana hewan bertahan hidup dari dingin, panas, atau kekurangan makanan dengan memasuki kondisi metabolisme yang diatur dan berkurang, dari beberapa jam torpor harian hingga berbulan-bulan hibernasi musim dingin.

Definition

Dormansi adalah kondisi umum aktivitas dan metabolisme yang ditangguhkan atau sangat berkurang, di mana torpor adalah episode jangka pendek dan hibernasi adalah versi musiman yang berkepanjangan, semuanya melibatkan pengurangan laju metabolisme yang diatur dan biasanya suhu tubuh untuk menghemat energi ketika kondisi tidak menguntungkan.

Scope

Topik ini mencakup fisiologi depresi metabolik: torpor harian, hibernasi musiman, estivasi, dan diapause; penurunan suhu tubuh dan laju metabolisme selama kondisi ini; masuk, pemeliharaan, dan bangkit yang terkontrol; serta penghematan energi dan tantangan fisiologis yang terlibat. Topik ini membahas bagaimana kondisi-kondisi ini memperluas toleransi hewan terhadap kondisi yang keras atau miskin sumber daya. Cakupannya bersifat komparatif dan mekanistik.

Core questions

• Mengapa hewan memasuki torpor atau hibernasi daripada tetap aktif?
• Seberapa jauh suhu tubuh dan laju metabolisme turun selama kondisi ini?
• Bagaimana hewan hibernasi bertahan hidup dari dingin yang berkepanjangan dan menghangatkan diri kembali secara berkala?
• Bagaimana kondisi dorman berbeda di seluruh skala waktu harian, musiman, dan perkembangan?

Key theories

Depresi metabolik yang diatur

Torpor dan hibernasi adalah pengurangan laju metabolisme yang dikontrol secara aktif, seringkali jauh di bawah apa yang akan disebabkan oleh suhu tubuh yang lebih rendah saja, memungkinkan penghematan energi yang besar sementara hewan tetap mampu bangkit ke fungsi normal.

Dasar anggaran energi dormansi

Hewan memasuki kondisi dorman ketika biaya energi untuk tetap aktif dan hangat melebihi sumber daya yang tersedia, sehingga mengurangi metabolisme menghemat energi dan air yang tersimpan hingga kondisi yang menguntungkan kembali.

Mechanisms

Dalam torpor dan hibernasi, endoterm menurunkan titik setel termoregulasi dan membiarkan suhu tubuh turun mendekati suhu lingkungan, sementara laju metabolisme turun menjadi sebagian kecil dari normal, seringkali lebih dari yang dapat dijelaskan oleh suhu saja karena metabolisme secara aktif ditekan. Torpor harian berlangsung berjam-jam dan digunakan oleh burung dan mamalia kecil untuk bertahan hidup di malam yang dingin atau puasa; hibernasi musiman berlangsung berminggu-minggu hingga berbulan-bulan, diselingi oleh kebangkitan spontan berkala di mana hewan menghangatkan diri kembali menggunakan lemak yang tersimpan dan termogenesis jaringan adiposa cokelat. Estivasi adalah respons yang sebanding terhadap panas dan kekeringan, dan diapause adalah penangkapan perkembangan terprogram pada serangga dan hewan lain. Sepanjang waktu, hewan harus melindungi sel dari dingin, mengelola keseimbangan asam-basa dan ionik pada suhu rendah, dan mempertahankan kemampuan untuk bangkit, menjadikan kondisi ini sebagai bentuk depresi metabolik yang terkontrol ketat daripada pendinginan sederhana.

Clinical relevance

Fisiologi hibernasi dan depresi metabolik dipelajari untuk mendapatkan wawasan tentang perlindungan jaringan selama suhu rendah dan aliran darah yang berkurang serta regulasi metabolisme. Entri ini adalah materi referensi edukasi dan tidak memberikan panduan medis.

History

Fisiolog komparatif termasuk Bartholomew dan Pengelley mendokumentasikan pola torpor dan kebangkitan ritmis hibernasi, dan studi tentang jaringan adiposa cokelat mengungkapkan bagaimana hewan hibernasi menghangatkan diri kembali, menetapkan dormansi sebagai kondisi metabolisme yang diatur dan reversibel daripada sekadar pendinginan pasif.

Key figures

• Charles Richard Taylor
• Knut Schmidt-Nielsen
• George Bartholomew
• Eric Pengelley

Seminal works

• schmidtnielsen1997
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

Apakah hibernasi hanya tidur nyenyak?

Tidak. Hibernasi adalah penurunan laju metabolisme dan suhu tubuh yang terkontrol jauh melampaui tidur, dan hewan hibernasi secara berkala menghangatkan diri kembali; ini adalah kondisi fisiologis yang berbeda yang bertujuan untuk menghemat energi.

Apa perbedaan antara torpor dan hibernasi?

Torpor adalah periode singkat metabolisme yang berkurang yang berlangsung berjam-jam, sering digunakan semalaman, sedangkan hibernasi adalah bentuk torpor musiman yang berkepanjangan yang berlangsung berminggu-minggu hingga berbulan-bulan dengan kebangkitan berkala.