Çevrimdışı

Hibernasyon, ya da yaygın adıyla kış uykusu, bazı canlılarda mevsimsel olarak gerçekleşen bir torpor durumudur. Torpor ise canlılarda görülen düşük fiziksel ve metabolik aktivite durumlarına verilen genel isimdir. Günlük veya mevsimsel olarak gerçekleşebilir.

Adından da anlaşılacağı üzere, hibernasyon çoğunlukla kış aylarında görülen bir olaydır. Hibernasyon sırasında canlı, metabolizma hızını bazal metabolizma hızının %5'ine kadar düşürebilir. Canlının vücut sıcaklığı ve kalp atım sıklığında da kayda değer bir düşüş yaşanır. Ayrıca hibernasyon sırasında canlılar yemek yemez, su içmez, herhangi bir fiziksel aktivitede bulunmaz ve boşaltım yapmazlar. Enerji harcamalarını bu denli büyük ölçüde kısabilmelerinin en büyük nedeni hibernasyon süreci öncesinde depoladıkları yağ miktarıdır.


Hibernasyon sanılanın aksine soğuk iklim koşullarına karşı geliştirilmiş bir adaptasyon değildir, besin yetersizliği durumunda canlının hayatta kalmasını sağlamak için ortaya çıkmış bir adaptasyondur. Soğuk mevsimlerde besin yetersizliği durumunun daha sık görülmesi nedeniyle hibernasyon da bu dönemlerde daha sık gözlenir. Fakat tropikal bölgelerde sıcak iklim koşullarında hibernasyon yapan canlılar da mevcuttur.

Hibernasyon sırasında bir Arktika Gelengisi. Dakikada sadece bir kere nefes alırlar ve kalpleri 5 kere atar.
Hibernasyon sırasında bir Arktika Gelengisi. Dakikada sadece bir kere nefes alırlar ve kalpleri 5 kere atar.

Hibernasyon Yapabilen Canlılar Hangileridir?
Hibernasyon yapabildiği bilinen canlılar arasında armadillolar, yarasalar, bazı kemirgen türleri, lemurlar ve boz ayılar gibi birçok memeli türü, hibernasyon yapabilen tek kuş türü olan sinek kuşu, tatlı su kaplumbağaları, bazı yılanlar ve kurbağalar bulunmaktadır.




Hibernasyonun Avantajları Nelerdir?
Tüm canlılar vücut sıcaklıklarını koruma bakımından ikiye ayrılırlar: ektoterm (soğukkanlı) ve endoterm (sıcakkanlı) canlılar. Soğukkanlı canlıların vücut sıcaklıkları bulundukları ortamın sıcaklığına bağlıdır ve bu canlıların metabolizma hızları düşüktür. Bitki ve hayvanların büyük bir kısmı soğukkanlıdır. Sıcakkanlı canlılar ise yüksek metabolizma hızları ile ısı üreterek vücut sıcaklıklarını belli bir değerde sabit tutarlar. Sıcakkanlı canlıların büyük bir kısmını memeliler ve kuşlar oluşturur.

Sıcakkanlı canlılar vücut sıcaklıklarını yüksek bir değerde, genellikle 32 ile 42 santigrat derece arasında sabit tutabilmek için yüksek miktarda enerji harcamak zorundadırlar. Çünkü metabolizmaları her daim ısı üretmeye çalışır. Bu durum özellikle küçük vücut büyüklüğüne sahip memeli ve kuşlar için kritik bir problem teşkil etmektedir. Vücut büyüklüğü küçüldükçe ısı kaybı artacağından bu canlılar dışarıdan bol miktarda besin almak zorundadır.

Besin yetersizliği durumunda enerji korunumunu artırmak için sıcakkanlı canlıların büyük bir kısmı günlük veya mevsimlik olarak torpor hâline geçerler. Torpor hâlinde sıcakkanlı canlılar yüksek bir vücut sıcaklığında termoregülasyon (vücut sıcaklığını koruma) yapmayı bırakır ve metabolizma hızlarında kayda değer bir düşüş yaşanır. Böylece canlılar çok az miktarda besinle uzun süre hayatta kalabilir. Torpor bu nedenle sıcakkanlı canlılarda enerji korunumu için en etkili yoldur ve canlıların besin yetersizliği gibi zorlu koşullarda hayatta kalmasını sağlar.



Hibernasyon İnsanlara Ne Gibi Faydalar Sağlayabilir?
İnsanlar hibernasyon yapamazlar. Fakat eğer hibernasyon yapabiliyor olsaydık hibernasyonun bize sağlayacağı yararlar, soğuk kış aylarını rahatlıkla geçirmekten çok daha fazlası olurdu.

Uzay Görevlerinde Astronotlar Üzerinde Kullanımı
Bilim kurgu filmlerinde şu kurguyu sıkça görmüşsünüzdür: Uzun yıllar sürecek olan bir uzay görevi, bu görev için tasarlanmış uzay araçları ve bu araçların içerisinde uzun bir süre özel kapsüllerde kış uykusunda yatan astronotlar. Bu kurgu şimdiki teknolojimizle imkânsız gibi görünebilir, fakat yakın zamanda yapılan bir çalışma bunun yakın gelecekte mümkün olabileceğini kanısını doğurdu.

Washington Üniversitesi araştırma ekibi tarafından yürütülen çalışmada bazı kemirgen türlerinde hibernasyonu yapay olarak tetiklemek amaçlandı. Araştırmanın sonuçları, bu kemirgen türlerinin doğal olarak hibernasyon yapamıyor olması açısından büyük önem arz ediyor.

Araştırma sırasında farelerin beyinlerinde hipotalamus preoptik bölgesi adı verilen ve hibernasyon esnasında metabolizma ile vücut sıcaklığını düzenlediği bilinen bölgedeki nöronlar hedef alındı. Farelerin beyinlerinde bu nöronlar ultrasonik ses dalgaları ile uyarıldı ve farelerin metabolizma hızlarında kayda değer bir düşüş gözlemlendi. Torpor hâline geçen farelere 24 saat boyunca uyarı verilmeye devam edildi ve bu süre boyunca fareler hibernasyon benzeri bir durumda bekletildi. Uyarılar kesilince ise fareler tekrardan uyandı. Aynı yöntem farklı kemirgen türlerinde de denendi ve benzer sonuçlar elde edildi.

Çalışmanın sonuçları ile ilgili araştırmayı yürüten ekibin başındaki Washington Üniversitesi'nden Profesör Hong Chen şunları söyledi:


Eğer bunun insanlarda da mümkün olduğu kanıtlanırsa, hipotermi ve hipometabolizma hâllerini uyarmak için hipotalamus bölgelerini hedef alan kask benzeri cihazlar astronotlar için avantajlı olabilir.
Ekip bir sonraki aşamada aynı yöntemi daha büyük hayvanlar üzerinde denemeyi planlıyor.

İnsanlarda yapay hibernasyonun kullanımı, uzay yolculukları sırasında uzun süre hayatta kalmayı sağlamanın yanında astronotların sıkça karşılaştığı kas ve doku zedelenmelerine de çare olabilir. Uzun süre düşük vücut sıcaklığında bulunmak ve yetersiz fiziksel aktivite yapmak insanlar gibi sıcakkanlı canlılarda kas ve kemiklerde kayıplara neden olabilir. Hibernasyon yapabilen canlılarda ise uzun süre torpor durumunda bulunmalarına rağmen doku zedelenmesi yaşanmaz. Bu canlıların zedelenme ve kayıpları nasıl engellediğini daha iyi bir şekilde öğrenebilirsek benzer mekanizmaları astronotlar üzerinde kas kayıpları yaşanmasını önlemek amacıyla kullanabiliriz.

Tıpta Kullanımı
Hibernasyonun insanlarda yapay olarak sağlanması durumunda tıbbi birçok soruna çözüm bulunabilir. Zorlu kalp ameliyatları ve organ aktarımları vücudun, özellikle de beynin zarar görmemesi için normal vücut sıcaklığında gerçekleştirilir. Fakat bu tür ameliyatlar vücut soğutularak gerçekleştirilirse daha iyi sonuçlar alınabilir. Bu yöntem halihazırda tıpta kullanılmaktadır. Terapötik hipotermi adı verilen bu yöntemle oksijen yetersizliği yüzünden beyne zarar gelmesini önlemek amacıyla hastanın vücut sıcaklığı 32 santigrat dereceye kadar düşürülür. Böylece hasta torpor hâline alınır.

Terapötik hipotermi intrakranial (kafatası içi) basınç artışı yaşayan hastalar için etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Ayrıca bu yöntemle hasta daha hızlı bir iyileşme süreci geçirir. Daha önce bu tür uzun donma süreçleri geçirip hayatta kalabilen insanlar görülmüştür.


Örneğin Japon bir tırmanışçı bir dağ yürüyüşü sırasında bayılınca 24 gün boyunca vücut sıcaklığı 22 santigrat derece iken hayatta kalmayı başardı. 24 günden sonra bulunan ve hastaneye kaldırılan tırmanışçının torpor haline geçtiği anlaşıldı.[2] Ayrıca genç adam tamamen iyileşebildi. Bu ve benzeri örnekler terapötik hipotermi gibi yöntemlerin tıpta kullanılmasının çoğu hastalığın tedavisinde etkili olabileceğini gösterdi. Yapılan bazı araştırmalar, torpor durumunda kanser ve radyasyonun etkilerinin de kayda değer ölçüde azaldığını göstermiştir.[3]


Hibernasyon hiç şüphesiz canlılar, özellikle de sıcakkanlılar için önemli bir adaptasyondur. Bu davranışın evrimsel süreçte nasıl ortaya çıktığını ve altında yatan mekanizmaları daha iyi anlayabilirsek belki bir gün insanlarda da yapay hibernasyonu tetikleyebilir ve uzun süreli uzay yolculuklarının temelini atabiliriz.

Yeni gezegenleri ve yıldız sistemlerini keşfetmek için önümüzdeki en büyük engel bu tür bir yolculuğun çok uzun sürecek olmasıdır ve hibernasyon sayesinde bu engeli aşma şansımız olabilir. Her ne kadar bu konuda çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç olsa da insanlığın bir gün yapay hibernasyonu tetikleme şansı heyecan verici.

Kabuk yaraya sadık değil...