سنجاب‌های زمینی قطب شمال دارای یک ویژگی منحصر به فرد در میان پستانداران هستند؛ این سنجاب‌ها حتی زمانی که دمای بدن آن‌ها به زیر نقطه انجماد می‌رسد، می‌توانند در برابر سرمای شدید و یخ زدگی مقاومت کنند. این ویژگی سبب می‌شود که آن‌ها در محیط‌های زمستانیِ سخت زنده بمانند و به بقای خود ادامه دهند.
مطالعه اخیر که به تازگی در در ژورنال Science منتشر شده، بیش از دو دهه داده‌های آب و هوایی و بیولوژیکی را بررسی می‌کند و نتایج جالبی را نشان می‌دهد. این داده‌ها شامل زمان خواب زمستانی کوتاهتر و تفاوت‌های چشمگیر میان الگوهای خواب زمستانی حیوانات نر و ماده است. جالب اینجاست که به نظر می‌رسد سنجاب‌های ماده در واکنش به گرم شدن هوا کمی زودتر از خواب بیدار می‌شوند، پدیده‌ای که می‌تواند اثرات مختلفی؛ اعم از مثبت و منفی، در زنجیره غذایی اکوسیستم‌ها ایجاد کند.
این مطالعه توسط Cory Williams، استادیار گروه زیست شناسی در دانشگاه ایالتی Colorado رهبری شد. این استاد دانشگاه بیش از یک دهه و نیم پیش در حین تحصیل در دانشگاه Alaska Fairbanks، مطالعه خود را بر روی سنجاب‌های زمینی قطب شمال آغاز کرد.v
زمانی که Williams در سال ۲۰۲۱ به دانشکده CSU ملحق شد، گفت: «من فکر می کنم چیزی که مطالعه ما را منحصر به فرد می‌کند بررسی یک مجموعه داده به طور کافی و در طولانی مدت است تا اثرات تغییر آب و هوا را بر روی گونه‌ای از پستاندار در قطب شمال نشان دهیم، در واقع، ارتباط مستقیمی میان تغییرات دما، فیزیولوژی و اکولوژی این حیوانات وجود دارد.»
Helen Chmura، نویسنده اصلی این مطالعه، این تجزیه و تحلیل را در زمانی که در سال ۲۰۱۸ در دانشگاه Alaska Fairbanks دانشجوی پست دکترا بود آغاز کرد و اکنون به عنوان محقق خدمات جنگل USDA با ایستگاه تحقیقاتی کوه راکی کار می‌کند. او می‌گوید: «داده‌های به دست آمده نشان می‌دهند لایه فعال یا لایه خاک بالای یخ‌های دائمی، در پاییز دیرتر یخ می‌زند، در اواسط زمستان سرد نمی‌شود و در بهار کمی زودتر آب می‌شود.
نویسنده اصلی این مطالعه تاکید می‌کند: «این تغییرات، که معادل کاهش ۱۰ روزه زمان یخ زدگی خاک در عمق یک متری است، تنها در طی ۲۵ سال رخ داده است که نسبتا سریع است.»
سنجاب‌های قطبی در زمستان‌های سخت آلاسکا به واسطه خواب زمستانی برای بیش از نیمی از سال زنده می‌مانند و در طی این مدت عملکرد ریه‌ها، قلب، مغز و بدنشان به طور قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند، البته در این مدت، آن‌ها برای تولید گرما از چربی ذخیره شده به منظور جلوگیری از یخ زدن بافت‌ها، به میزان مورد نیاز انرژی مصرف می‌کنند. همچنین این سنجاب‌ها هر بهار از لانه‌های خود در عمق بیش از ۳ فوتی زیر زمین، برای تامین غذا و نیز جفت گیری بیرون می‌آیند.
در این مطالعه، Chmura و Williams، با پژوهشگران دیگر، داده‌های طولانی مدت دمای هوا و خاک را در دو مکان در قطب شمال آلاسکا همراه با داده‌های جمع آوری شده توسط زیست شناسان تجزیه و تحلیل کردند. آن‌ها دمای بدن ۱۹۹ سنجاب زمینی آزاد را در یک دوره ۲۵ ساله اندازه گیری کردند و دریافتند که سنجاب‌های ماده با پایان یافتن خواب زمستانی‌شان در حال تغییر هستند؛ آن‌ها هر سال زودتر دیده می‌شوند، در حالی که سنجاب‌های نر اینطور نیستند. به عبارتی، تغییرات در سنجاب‌های ماده با آب شدن یخ‌های قطب باعث تطبیق بیشتر آن‌ها با آب و هوای بهاری می‌شود. مزیت این پدیده این است که این سنجاب‌ها نیازی به استفاده از چربی ذخیره شده در بافت‌ها در طول خواب زمستانی ندارند و در بهار زودتر می‌توانند به جستجوی توت‌ها و دانه‌ها مشغول شوند. دانشمندان معتقدند که این الگوی زندگی می‌تواند به بسترهای سالم تر و نرخ بقای بالاتر منجر شود.
اما از طرف دیگر، نکته منفی این پدیده این است که اگر سنجاب‌های نر الگوهای خواب زمستانی خود را تغییر ندهند، در نهایت ممکن است هماهنگی میان الگوی زندگی و رابطه میان سنجاب‌های نر و ماده دچار مشکل شود. سنجاب‌های زمینی منبع غذایی مهمی برای بسیاری از شکارچیان مانند روباه، گرگ و عقاب هستند، از این‌رو، فعالیت طولانی‌تر در بالای زمین می‌تواند منجر به قرار گرفتن در معرض خطر بیشتر و شکار شدن توسط حیوانات دیگر شود.
در حال حاضر، Williams درباره اهمیت مطالعه انجام شده نتیجه‌گیری می‌کند: «مقاله ما اهمیت مجموعه داده‌های بلند مدت را در شناخت چگونگی واکنش اکوسیستم‌ها به تغییرات آب و هوایی نشان می‌دهد. در حالی که خواب زمستانی به انرژی کمتری نیاز دارد و می‌تواند به بقای زمستانی کمک کند، تعداد سنجاب‌های زمینی و بقای آن‌ها به نحوه واکنش شکارچیان به تغییرات آب و هوایی نیز بستگی دارد.»
نتایج این مطالعه به تازگی در ژورنال Science منتشر شده است.
