Mùa hè, ếch để vào tủ lạnh có thể ngủ đông không?
Nhiều loài động vật quen thuộc với chúng ta có thói quen ngủ đông, như ếch, rùa, rắn, thậm chí cả gấu. Khi mùa đông đến, chúng dường như không muốn đối mặt với băng tuyết phủ trắng mặt đất mà ngủ vùi đi. Chỉ đến khi mùa xuân trở lại, băng tuyết tan hết, chúng mới tỉnh dậy sau giấc ngủ dài và trở về với thế giới nhỏ bé của mình. Vậy vì sao những loài động vật này phải ngủ đông?
Ta có thể làm một thí nghiệm đơn giản: vào mùa hè nóng nực, nếu đặt ếch vào trong tủ lạnh, ếch sẽ nhanh chóng rơi vào trạng thái giống như ngủ đông. Không chỉ ếch, rắn và rùa, mà cả những động vật bậc thấp như côn trùng cũng có đặc tính này. Điều đó cho thấy việc ngủ đông của chúng hoàn toàn bắt nguồn từ sự thay đổi môi trường, chứ bản thân chúng không nhất thiết có một quy luật cố định chỉ theo mùa đông. Nếu đo thân nhiệt của chúng lúc ấy, ta sẽ thấy thân nhiệt gần như không chênh lệch nhiều so với nhiệt độ môi trường. Quá trình trao đổi chất của ếch giảm xuống mức thấp nhất trong thời kì ngủ đông. Vì vậy trong tự nhiên, những động vật nhỏ như rắn, rùa, ếch thường không ăn uống gì suốt thời gian ngủ đông, cho đến khi mùa xuân đến và nhiệt độ ấm lên, chúng mới trở lại trạng thái bình thường.
Các loài động vật có vú như gấu cũng ngủ đông, nhưng giấc ngủ đông của chúng không giống ếch. Nếu giống hệt ếch, chúng đã trở thành động vật biến nhiệt. Khi nghiên cứu, các nhà động vật học phát hiện thân nhiệt của động vật có vú trong thời kì ngủ đông chỉ giảm ở mức hạn chế, tuyệt đối không hạ xuống ngang với nhiệt độ môi trường. Ví dụ ở gấu, thân nhiệt không thể thấp hơn 30°C. Hơn nữa, cứ ngủ một thời gian gấu lại tỉnh dậy rồi mới tiếp tục ngủ. Sự thay đổi nhiệt độ quá mạnh ở bên ngoài thậm chí còn khiến gấu khó bước vào trạng thái ngủ đông.
Xét theo tiến hóa, động vật có vú tiến hóa từ các nhóm bò sát nên việc chúng còn giữ hiện tượng ngủ đông cũng không quá lạ. Chỉ có điều, các loài bò sát biến nhiệt không thể tự điều tiết thân nhiệt trong thời kì ngủ đông mà phụ thuộc vào môi trường. Còn động vật có vú bậc cao có thân nhiệt tương đối ổn định, vừa ngủ đông vừa tự điều tiết thân nhiệt, nhờ vậy thích ứng thuận lợi hơn.
Một điều rất thú vị là dù khả năng miễn dịch của động vật trong thời kì ngủ đông giảm, nhịp tim chậm lại và hoạt động cơ thể gần như ngừng, tất cả vẫn diễn ra theo một quy luật nhất định. Phản ứng thần kinh của chúng vẫn bình thường. Ngay cả động vật bậc thấp như ếch, nếu bị lôi lên khỏi đất khi đang ngủ đông, chúng vẫn có thể nhảy đi rất nhanh, không kém gì mùa xuân hay mùa hè. Điều đó cho thấy ngủ đông không phải là trạng thái hoàn toàn mê man.
Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm nguyên nhân cơ bản của hiện tượng ngủ đông. Họ tin rằng có thể tồn tại một loại gen ngủ đông, nhưng đến nay vẫn chưa có kết luận đầy đủ. Gần đây, một nhóm nghiên cứu ở Nhật Bản phát hiện một loại protein và cho rằng nó rất có thể liên quan đến loại gen nói trên, vì protein này chỉ xuất hiện trong máu của động vật ngủ đông. Dĩ nhiên, đây mới là kết quả sơ bộ, các bước nghiên cứu tiếp theo vẫn đang được tiến hành. Người ta hi vọng một ngày nào đó cơ chế ngủ đông sẽ được giải thích rõ ràng, khi ấy con người có thể khống chế hiện tượng ngủ đông và dùng nó phục vụ đời sống.
Vì sao loài người quan tâm đến ngủ đông như vậy? Như đã nói ở trên, ngủ đông làm quá trình trao đổi chất chậm lại. Chỉ riêng điểm này đã có thể đem lại nhiều ý nghĩa, chẳng hạn giúp kéo dài thời gian điều trị đối với một số bệnh cần chữa trị lâu dài. Ngoài ra, nếu một căn bệnh cấp tính nhất thời chưa thể xử lí, biện pháp ngủ đông có thể giúp kéo dài thời gian. Quan trọng hơn, trong quá trình ngủ đông, tốc độ lão hóa của sinh vật chậm lại rõ rệt; vì vậy, về mặt gián tiếp, ngủ đông cũng có thể mở ra khả năng kéo dài tuổi thọ con người.
