Monilla eläinlajeilla ei ole normaalisti edellytyksiä selvitä pitkästä talvesta hengissä. Toiset eivät kestä kylmyyttä, ja toiset eivät löydä alvella riittävästi ravintoa.
Siksi näiden eläinten, esimerkiksi siilien, karhujen ja käärmeiden, elimistö asettuu vaikean kauden ajaksi lepotilaan – joko horrokseen tai talviuneen. Lepotilassa elimistö tarvitsee vain vähän ravintoa tai tulee toimeen kokonaan ilman sitä.
Lepotilan syvyys vaihtelee eri lajeilla. Talven lähestyessä siili vaipuu varsinaiseen horrokseen, jossa ruumiinlämpö laskee huomattavasti, hengitys hidastuu eikä eläin herää helposti, kun taas orava vain nukkuu tavallista enemmän.
Talveen valmistautuvan karhun elimistö huolehtii siitä, että eläin selviää pitkästä liikkumattomuuden tilasta ilman suuria vaivoja tai lihasmassan katoamista.
Karhun lepotilaa ei lueta varsinaiseksi horrokseksi, koska eläin herää sen aikana melko herkästi ja koska sen ruumiinlämpö laskee vain vähän. Tilaa kutsutaankin horroksen sijaan talviuneksi.
Karhun talviuni
Karhu ei vaivu horrokseen vaan talviuneen, josta se voi herätä melko helposti. Ennen talviunta karhut syövät runsaasti kerätäkseen rasvaa. Ruokahalu kuitenkin vähenee kuukausi ennen talviunta, jotta eläin selviäisi 6–7 kuukautta ilman ruokaa.
Pää
Karhun ruumiista haihtuu talviunen aikana lämpöä etenkin kuonosta ja otsalta. Siksi karhu käpertyy pää vatsaa vasten niin sanottuun sikiöasentoon, jolloin ulospäin jää vain paksun turkin peittämä selkä.
Happi
Karhun aivojen hapenkulutus laskee talviunen aikana puoleen, mutta hapensaannin väheneminen ei vahingoita aivoja. Eläimen aivoissa erittyy ilmeisesti hormonia, joka auttaa niitä selviämään happivajeesta.
Paino
Talviunessa karhu menettää 15–30 prosenttia painostaan. Suurin osa tästä on rasvakudosta. Lihasmassa säilyy ennallaan, joten karhu on voimissaan heti herätessään. Karhuja on erikokoisia, mutta harmaakarhu-uros painaa noin 600 kiloa ja naaras selvästi vähemmän.
Sydän
Karhun sydän lyö normaalisti 40–50 kertaa minuutissa. Talviunessa syke hidastuu 8–10 lyöntiin minuutissa.
Ruumiinlämpö
Horrostavista eläimistä poiketen karhun ruumiinlämpö laskee vain vähän, noin 32–35 asteeseen.
Eritteet
Karhu ei virtsaa eikä ulosta talviunen aikana. Normaalisti karhu tuottaa jopa 15 litraa virtsaa päivässä, mutta talven aikana virtsantuotanto vähenee muutamaan millilitraan. Virtsa hajoaa karhun elimistössä, ja sen ainesosat muuntuvat proteiineiksi, jotka estävät lihasmassaa hupenemasta.
Nisäkkäät jäävät usein mieluummin valveille
Horros ja talviuni eivät ole ihanteellinen ratkaisu nisäkkäille, koska syvä uni rasittaa niiden elimistöä.
Jos ravinnonsaanti ei tuota ongelmia ja paksu turkki auttaa suojautumaan kylmyydeltä, eläimen onkin parempi pysytellä valveilla koko vuoden.
Esimerkiksi jänikset tai hirvet eivät horrosta eivätkä nuku talviunta.
Eläinmaailman unikeot
8 kuukautta: Keltavatsamurmeli
- Horrostaa käytäväverkostossa.
- Paino alenee 1–2 kiloa.
7 kuukautta: Karhu
- Nukkuu luolissa ja onkaloissa.
- Herää häirittäessä
- Ruumiinlämpö laskee vain vähän.
6 kuukautta: Siili
- Käpertyy lehtikasaan
- Hengitys pysähtyy tunneiksi.
- Herää ajoittain horroksesta.
6 kuukautta: Lepakko
- Roikkuu luolissa.
- Energiankulutus pienenee sadasosaan.
- Ruumiinlämpö laskee selvästi.
5 kuukautta: Rantakäärme
- Horrostaa isojen kivien alla tai pienissä koloissa.
- Kerääntyy talveksi suuriksi ryhmiksi.
Horros on sen sijaan elinehto matelijoille ja sammakkoeläimille, kuten käärmeille ja sammakoille, koska vaihtolämpöisinä ne ovat täysin riippuvaisia auringon lämmöstä. Jotkin eläimet horrostavat myös kuivuuden takia.
Esimerkiksi länsiafrikkalainen keuhkokala voi selvitä kuukausia kuivuneen järven pohjalla limasta koostuvassa eräänlaisessa kotelossa odottamassa seuraavaa sadekautta.
Sitkeähenkinen karhukainen
Karhukaiset muodostavat eläinkunnassa oman pääjaksonsa. Ne ovat selkärangattomia alle millimetrin kokoisia eläimiä, jotka ovat tunnettuja sitkeähenkisyydestään.
Mikroskooppiset karhukaiset elävät kosteassa ympäristössä, ja kuivuuskausina ne siirtyvät horrosta muistuttavaan tilaan. Tällöin ne säilyvät hengissä jopa 150:ssä tai −270 asteessa.
Karhukaiset voivat viettää vuosia horroksessa. Biologit ovat jopa herättäneet henkiin karhukaisia, jotka löydettiin kasvitieteellisessä museossa olleesta vähintään 120 vuotta vanhasta kuivuneesta turvepaakusta.
Karhukaisten on havaittu selvinneen jopa 14 päivää kestäneestä avaruusmatkasta. Eläimillä ei ollut suojaa kosmiselta säteilyltä, joka on normaalisti tuhoisaa kaikille eliöille.
Tutkijat haaveilevat ihmisen horroksesta
Eläinten talviunen ja horrostamisen mekanismeja tutkitaan tiiviisti, sillä keinotekoisesta horroksesta olisi hyötyä lääketieteessä ja avaruusmatkailussa. Jos ihmiset kykenisivät horrostamaan, avautuisi uusia mahdollisuuksia tehdä avaruusmatkoja kaukaisille planeetoille.
Kokeissa on myös selvinnyt, että horroksessa olevilta eläimiltä otetut elimet kestävät kauemmin käyttökelpoisina. Tästä olisi hyötyä elinsiirroissa.
Eläinten horrostamiseen liittyviä mekanismeja on tutkittu paljonkin, mutta ne ovat osoittautuneet niin monimutkaisiksi, että haaveet ihmisten vaivuttamisesta keinotekoiseen horrokseen eivät toteutune aivan lähitulevaisuudessa.