Kā dzīvnieki izdzīvo aukstu? Antifrīzs un kažokādas ir tikai sākums

Kaut arī laika apstākļi ārpus ziemas patiešām var būt biedējoši, parka, adīta cepure, vilnas zeķes, izolēti zābaki un varbūt rūkošs uguns padara lietas par pieņemamām cilvēkiem, kas dzīvo aukstā klimatā. Bet ko par visiem savvaļas dzīvniekiem? Vai viņi nebūs iesaldēti?

Ikviens, kurš ir staigājis viņu suni, kad temperatūra ir auksta, zina, ka suņi var satraukties un atbalstīs aukstu ķepu, kas daļēji izskaidro lolojumdzīvnieku apģērbu ražošanas nozares uzplaukumu. Bet čaulas un kardināli nesaņem modernus mēteļus vai zābaciņus.

Faktiski, savvaļas dzīvnieki var pakļauties apsaldēšanai un hipotermijai, tāpat kā cilvēkiem un mājdzīvniekiem. Amerikas Savienotajās Valstīs opoziju nepārprotami astes ir parastais aukstās iedarbības negadījums. Katrs tik bieži neparastais aukstā snaps Floridā izraisa iguānas nokrišanu no kokiem un manātiem, kas mirst no auksta stresa.

Izvairīšanās no aukstuma ir svarīga, lai saglabātu dzīvību vai ekstremitāti (vai opossum gadījumā, astes) un iespēju vairoties. Šīs bioloģiskās prasības nozīmē, ka savvaļas dzīvniekiem jāspēj justies auksti, lai mēģinātu izvairīties no galējību kaitīgās ietekmes. Dzīvnieku sugām ir savs ekvivalents tam, ko cilvēks piedzīvo kā nepatīkamu sakodienu, kas sajaukts ar sajūtu un adatu sajūtu, kas mudina mūs drīz uzsildīt vai ciest no sekām. Faktiski nervu sistēmas mehānismi temperatūras diapazona noteikšanai visās mugurkaulnieku vidū ir diezgan vienādi.

Viens ziemas izaicinājums siltajiem asinīm vai endotermām, kā tie ir zinātniski zināmi, ir saglabāt ķermeņa iekšējo temperatūru aukstos apstākļos. Interesanti, ka temperatūras noteikšanas sliekšņi var atšķirties atkarībā no fizioloģijas. Piemēram, aukstasiņu - tas ir, ektotermisks - varde saīsinās aukstumu sākot ar zemāku temperatūru, salīdzinot ar peli. Nesenie pētījumi liecina, ka ziemas guļas zīdītāji, tāpat kā trīspadsmitā zemes vāvere, nejūt aukstu līdz zemākām temperatūrām nekā endotermām, kas nav pārziemot.

Tāpēc dzīvnieki zina, kad ir auksts, tikai dažādās temperatūrās. Ja dzīvsudrabs plumst, vai tā ir ciešanas vai tikai ar ledus plūsmu?

Viens risinājums: palēnināt un pārbaudīt

Daudzās aukstās klimata endotermās ir vērojama vājāka aktivitāte. Viņi izskatās kā guļ. Tā kā dzīvnieki, kas spēj pakļauties ķermeņa temperatūras iekšējai regulēšanai un ļauj tai ietekmēt vidi, zinātnieki tos uzskata par „heterotermiem”. Nopietnajos apstākļos šī elastība dod priekšroku zemākai ķermeņa temperatūrai - ievērojami dažās sugās, pat dažās sugās, pat zemākos gadījumos. 32 ° Fārenheita sasalšanas punkts - tas nav savienojams ar daudzām fizioloģiskām funkcijām. Rezultāts ir zemāks vielmaiņas ātrums, tādējādi samazinot enerģijas un pārtikas pieprasījumu. Hibernācija ir ilgstoša torpor versija.

Torpor ir ieguvumi energoefektivitātes nodrošināšanai, jo īpaši dzīvniekiem ar mazu augumu - domāju, ka sikspārņi, dziesmu putni un grauzēji. Viņi dabiski zaudē siltumu ātrāk, jo to ķermeņa virsmas laukums ir liels salīdzinājumā ar to kopējo izmēru. Lai uzturētu savu ķermeņa temperatūru normālā diapazonā, viņiem ir jāiegulda vairāk enerģijas, salīdzinot ar lielākiem dzīvniekiem. Tas jo īpaši attiecas uz putniem, kuriem ir augstāka vidējā ķermeņa temperatūra nekā zīdītājiem.

Diemžēl torpor nav ideāls risinājums pārdzīvojušiem saspringtajiem apstākļiem, jo ​​tas nāk ar kompromisiem, piemēram, lielāks risks kļūt par citu dzīvnieku pusdienām.

Pielāgojumi, kas palīdz

Pārsteidzoši, ka dzīvnieki ir attīstījušies citi pielāgojumi ziemas mēnešos.

Savvaļas sugas ziemeļu platuma grādos mēdz būt lielākas, un tās ir mazākas, nekā to tuvākie radinieki, kas tuvāk tropiem. Daudziem dzīvniekiem ir attīstījusies uzvedība, lai palīdzētu viņiem pārvarēt aukstumu: ganāmpulka, denning, burrowing un pūšana dobumos ir labi aizsargājoši faktori. Daži dzīvnieki piedzīvo fizioloģiskas izmaiņas kā ziemas pieejas, tauku krājumu veidošanu, biezāku kažokādu audzēšanu un izolējoša gaisa slāņa slazdu pret ādu zem kažokādas vai spalvām.

Daba ir izstrādājusi citus veiklus trikus, lai palīdzētu dažādiem dzīvniekiem tikt galā ar tādiem apstākļiem, kādus cilvēki, piemēram, nevarētu izturēt.

Vai esat kādreiz prātojuši, kā zosis var izskatīties ērti uz ledus vai vāverēm sniega kājām? Noslēpums ir tuvu artērijām un vēnām to ekstremitātēs, kas rada sasilšanas un dzesēšanas gradientu. Tā kā asinis no sirds ceļas uz pirkstiem, siltums no artērijas pārnes uz vēnu, kas ved aukstas asinis no pirkstiem atpakaļ uz sirdi. Šī pretplūsmas siltumapmaiņa ļauj ķermeņa kodolam saglabāt siltu, vienlaikus ierobežojot siltuma zudumus, kad ekstremitātes ir aukstas, bet ne tik aukstas, ka rodas audu bojājumi. Šo efektīvu sistēmu izmanto daudzi sauszemes un ūdens putni un zīdītāji, un pat izskaidro, kā zivju žaunās notiek skābekļa apmaiņa.

Runājot par zivīm, kā tās neiesaldē no iekšpuses ledus ūdeņos? Par laimi, ledus peld, jo ūdens ir blīvāks kā šķidrums, ļaujot zivīm brīvi peldēties, ja temperatūra nav zemāka par cietinātu virsmu. Turklāt zivīm var nebūt aukstuma sajūtas, ko kopīgi izmanto citi mugurkaulnieki. Tomēr tiem ir unikāli fermenti, kas ļauj fizioloģiskām funkcijām turpināt vēsākas temperatūras. Polāros reģionos zivīm pat ir īpašas "antifrīza olbaltumvielas", kas saistās ar ledus kristāliem asinīs, lai novērstu plašu kristalizāciju.

Vēl viens slepens ierocis zīdītājiem un putniem ilgstošas ​​aukstuma iedarbības laikā ir brūns taukauds vai „brūnie tauki”, kas ir bagāts ar mitohondrijām. Pat šajās šūnu struktūrās cilvēki var atbrīvot enerģiju kā siltumu, radot siltumu bez muskuļu kontrakcijas un enerģijas neefektivitātes, kas iesaistīta drebēšanā, vēl viens veids, kā ķermenis mēģina sakarst. Šī neredzamā siltuma ražošana, iespējams, izskaidro, kāpēc cilvēki Ankoridžā var apmierināti izmantot bikses un T-kreklus 40 grādu Fārenheita pavasara dienā.

Protams, migrācija var būt iespēja - lai gan tā ir dārga, ņemot vērā enerģētiskās izmaksas savvaļas dzīvniekiem, un finansiāli cilvēkiem, kuri vēlas tuvoties ekvatoram.

Cilvēkiem kā sugai ir spēja aklimatizēties - daži no mums vairāk nekā citi -, bet mēs neesam īpaši auksti pielāgoti. Varbūt tas ir iemesls, kāpēc ir grūti apskatīt logu uz ledus dienas, un nejūtos slikti, kad vāveris, kas nokļuvis zemē, kad ziemas vējš pūš caur savu kažokādu. Mēs nekad nevaram zināt, vai dzīvnieki baidās ziemā - ir grūti novērtēt viņu subjektīvo pieredzi. Bet savvaļas dzīvniekiem ir dažādas stratēģijas, kas uzlabo viņu spēju izturēt aukstumu, pārliecinoties, ka viņi dzīvo, lai redzētu citu pavasari.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Bridget B. Baker sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.