Winterschlaf

Der Winterschlaf auch als Hibernation bekannt, ist ein ausgeprägter saisonal bedingter inaktiver Starrezustand mancher Säugetieren und einer Vogelart, der durch eine Herabsetzung der Stoffwechselaktivität und Körpertemperatur gekennzeichnet ist. Die betroffenen Tiere sind vollkommen inaktiv. Als Auslöser für den lang anhaltenden Ruhezustand werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert: Sinken der Außentemperaturen oder Nahrungsmangel im Herbst. Aber auch innere Faktoren wie die Umstellung des Hormonhaushalts können eine Ursache sein.  Ein Nachlassen der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durch die schwächere Sonne soll zu einer geringeren Erzeugung von Vitamin D führen, was Erstarrungshormone in Gang setzt. Selbst die innere Uhr, die einem jahreszeitlich bedingten Rhythmus unterworfen ist, kann für die Auslösung des Winterschlafs verantwortlich sein.  Mit dieser zeitlichen Organisation des Winterschlafs beschäftigt sich die Chronobiologie. Beispielsweise mit den ungefähr ein Jahr dauernden Rhythmen (circannuale Rhythmik), wie sie beim Vogelzug, dem saisonalen Wechsel von Haar- oder Federkleid auftreten, aber auch Rhythmen, die keine jahreszeitliche Entsprechung in der Umgebung haben müssen, wie etwa die des Sexualzyklus.

Der Winterschlaf verläuft meist in Abschnitten, wobei sich längere Phasen der Ruhe mit stark reduziertem Stoffwechsel mit kurzen Wachphasen abwechseln. Typische Winterschläfer sind Fledermäuse, aber auch Siebenschläfer, Haselmäuse und Braunbrustigel. Allen Winterschläfern ist gemein, dass sie sich bei äußeren Störungen rasch auf Normaltemperatur erwärmen können. Dies wird durch Hormonausschüttungen der Hypophyse gesteuert. Die Tiere verbringen den Winter in ihrem Winterquartier (hohle Baumstämme, Erdhöhlen, etc. ) in einem energetischen Sparzustand, dem so genannten Torpor. Ihre normale Körpertemperatur sinkt dabei auf die Temperatur des Winterquartiers ab (Thermoregulation). Murmeltiere senken zum Beispiel während des Winterschlafs ihre Körpertemperatur von 39 auf bis zu 7 °C ab.

Der Schlaf verläuft meist in Abschnitten, wobei sich längere Phasen der Ruhe mit stark reduziertem Stoffwechsel mit kurzen Wachphasen abwechseln. Die Dauer des Winterschlafs ist bei den einzelnen Winterschläfern unterschiedlich. Beim Igel sind es drei bis vier Monate; der Igel hat dabei eine Torpordauer von 1 bis 3 Wochen;  Siebenschläfer verbringen sechs bis sieben Monate im Winterschlaf  und haben eine Topordauer von etwa 20 bis 33 Tage. Die Ursache für das Aufwachen im Frühjahr ist nicht genau bekannt. Vermutet wird das steigende Umgebungstemperaturen und die Anreicherung von Stoffwechselendprodukten im Körper als Wecksignale dienen.  Sind Wecksignale vorhanden, werden von der Hypophyse Hormone ausgeschüttet, die für Wärmeerzeugung durch das braune Fettgewebe sorgen.  Das ist ein spezielles Fettvgewebe, das insbesondere im Schulter- und Nackenbereich der Winterschläfer liegt und dessen Zellen in der Lage sind, durch die Oxidation von Fettsäuren Wärme zu produzieren (Thermogenese) . Hat sich die Körperkerntemperatur bis auf etwa 15 Grad Celsius erhöht, kann zusätzliches Muskelzittern zur weiteren Temperaturerhöhung beitragen. 

Abzugrenzen ist der Winterschlaf von der Kältestarre, wie sie bei vielen wechselwarmen Tieren, wie etwa Reptilien, Amphibien und Fischen, aber auch Weichtieren und Gliederfüßern, in den gemäßigten Klimazonen vorkommt. So verbringen Blindschleichen und Kreuzottern 4 bis 5 Monate im Zustand der Winterstarre;  Laubfrösche und Zauneidechsen 5 bis 6 Monate. Im Gegensatz zum Winterschlaf kann bei der Kältestarre die Körpertemperatur nicht geregelt werden, sondern sie entspricht der Umgebungstemperatur. Fällt diese zu stark, erfrieren wechselwarme Tiere.  Bei manchen Vögeln kommt ein winterschlafähnlicher Zustand vor. Kolibris etwa, nutzen bei Nahrungsmangel oder Kälteeinbrüchen täglichen Torpor. Saisonaler mehrtägiger Torpor, also Winterschlaf, ist nur bei der Winternachtschwalbe bekannt.