Hogyan élik túl az állatok a hideget? A fagyálló és a szőrme csak a kezdet

Míg az időjárás a télen valóban félelmetes, egy parka, kötött sapka, gyapjú zokni, szigetelt csizma, és talán egy üvöltő tűz okozhat dolgokat a hideg éghajlatú emberek számára. De mi van a vadon élő állatokkal? Nem fagynak?

Bárki, aki hűvös hőmérsékleten járta kutyáját, tudja, hogy a szemfogak rázkódnak és kedveznek a hideg mancsnak, ami részben magyarázza a kedvtelésből tartott ruházati iparág fellendülését. A lapkák és a bíborosok azonban nem kapnak divatos kabátot vagy zsákmányt.

Tény, hogy a vadon élő állatok elszállhatnak a fagyás és a hipotermia, mint az emberek és a háziállatok. Az Egyesült Államok északi részén a hideg expozíció gyakori balesete az opossumok homályos farka. Minden olyan gyakran szokatlan hideg pillanat Floridában azt eredményezi, hogy az iguánák a hideg stressz által meghaló fákból és manátákból esnek.

A hideg elkerülése fontos az élet vagy a végtag (vagyis az opossum esetében a farok) megőrzése és a reprodukálás lehetősége szempontjából. Ezek a biológiai szükségletek azt jelentik, hogy a vadvilágnak képesnek kell lennie hidegnek érezni, hogy elkerülje a szélsőségeinek káros hatásait. Az állatfajok megegyeznek azzal, amit az emberek tapasztalnak, mint egy kellemetlen harapást, amely összeköti a csapok és tűk érzését, ami sürget bennünket, hogy hamar felmelegedjenek, vagy szenvedjenek a következményekkel. Valójában az idegrendszeri mechanizmusok a hőmérsékletek érzékelésére minden gerinces esetében meglehetősen azonosak.

A melegvérű állatok vagy az endotermák egyik téli kihívása, amint tudományosan ismertek, a belső testhőmérsékletük hideg körülmények között történő fenntartása. Érdekes módon azonban a hőmérséklet érzékelő küszöbértékek változhatnak a fiziológiától függően. Például egy hidegvérű - azaz az ektotermikus - béka érzékeli a hidegindítást alacsonyabb hőmérsékleten, mint egy egér. A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a hibernáló emlősök, mint a tizenhárom szegélyű mókus, nem érzékelik a hideget, amíg alacsonyabb hőmérsékletet nem érnek el, mint azok, amelyek nem hibernálnak.

Tehát az állatok tudják, mikor hideg, csak változó hőmérsékleten. Amikor a higany elcsúszik, a vadon élő állatok szenvednek, vagy csak a jeges áramlással járnak?

Egy megoldás: Lassítson és nézzen ki

Számos hideg-klímás endotermia károsodott: a csökkent aktivitás állapota. Úgy néznek ki, mintha aludnának. Mivel a testhőmérséklet belső szabályozása és a környezeti hatások befolyásolására alkalmas állatok váltakozhatnak, a tudósok úgy vélik, hogy „heterotermák”. A kemény körülmények között ez a rugalmasság az alacsonyabb testhőmérséklet előnyét kínálja - jelentősen bizonyos fajoknál, még a fajoknál is. 32 fokos Fahrenheit fagyáspont - ami nem kompatibilis számos fiziológiai funkcióval. Az eredmény egy alacsonyabb anyagcserét eredményez, és ezáltal csökkenti az energia- és élelmiszer-keresletet. A hibernálás a torpor tartós változata.

A Torpor energiamegtakarítási előnyökkel rendelkezik a kisebb testű vadvilág számára - hiszen a denevérek, a madár madarak és a rágcsálók. Természetesen gyorsabban veszítik el a hőt, mert a testük területe nagy, mint a teljes méretük. Ahhoz, hogy testhőmérsékletük normál tartományon belül maradjon, több energiát kell költenie egy nagyobb testű állathoz képest. Ez különösen igaz azokra a madarakra, akiknél magasabb az átlagos testhőmérséklet az emlősökhöz képest.

Sajnos a torpor nem tökéletes megoldás a túlélő hűvös körülményekre, mivel kompromisszumokkal, például egy másik állat ebédévé válásának nagyobb kockázatával jár.

Alkalmazások, amelyek segítenek

Nem meglepő, hogy az állatok más alkalmazkodásokat alakítottak ki a téli hónapok időjárására.

Az északi szélességi fokon élő vadon élő fajok nagyobb testűek, kisebb függelékekkel, mint a közeli hozzátartozóik, akik közelebb vannak a trópusokhoz. Számos állat fejlődött, hogy segítsen nekik legyőzni a hideget: a terelés, a denning, az ürítés és az üregek kanyargása mind jó védekezés. Néhány állat élettani változásokat tapasztal, mint a téli megközelítések, zsírkészletek építése, vastagabb szőrme növekedése, és a szőrzet vagy a toll alatt levő bőr ellen szigetelő réteget rögzít.

A természet más ügyes trükköket dolgozott ki, hogy segítsen a különböző állatoknak abban a helyzetben, hogy az emberek például nem tudnának elviselni.

Elgondolkodtál már azon, hogy a libák kényelmesen állhatnak a jégen vagy a mókusokon a hóban a csupasz lábukon? A titok a végtagok artériái és vénái közelsége, ami a felmelegedés és a hűtés színátmenetét eredményezi. Ahogy a vér a szívből a lábujjakba utazik, az artériából érkező meleg a lábujjakhoz viszik a hidegvért hordozó vénába a szívbe. Ez az ellenáramú hőcsere lehetővé teszi, hogy a test magja meleg maradjon, miközben korlátozza a hőveszteséget, amikor a végtagok hidegek, de nem olyan hidegek, hogy a szövetkárosodás következik be. Ezt a hatékony rendszert sok földi és vízi madár és emlős használja, és még azt is elmagyarázza, hogy az oxigéncsere a halak giliszterében történik.

A halakról beszélve, hogyan nem fagynak ki belsejéből jeges vizekben? Szerencsére a jég úszik, mert a víz sűrűbb, mint a folyadék, amely lehetővé teszi a halak számára, hogy szabadon úszhassanak a nem eléggé fagyos hőmérsékleten, a megszilárdult felület alatt. Továbbá a halak nem rendelkezhetnek más gerincesek által megosztott hidegérzékelő receptorokkal. Mindazonáltal olyan egyedi enzimekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a fiziológiai funkciók hidegebb hőmérsékleten történő folytatását. A poláris régiókban a halak még speciális "fagyálló fehérjéket" tartalmaznak, amelyek a vér jégkristályaihoz kötődnek, hogy megakadályozzák a széles körű kristályosodást.

Egy másik titkos fegyver emlősökben és madarakban a hideg expozíció hosszú ideje alatt a barna zsírszövet vagy „barna zsír”, amely mitokondriumokban gazdag. Még az emberekben is, ezek a celluláris struktúrák energiát szabadíthatnak fel hő formájában, ami az izomösszehúzódások és az energiahatékonyság hiányában termel melegséget, a test megpróbálásának másik módja. Ez a nem remegő hőtermelés valószínűleg magyarázza, hogy az Anchorage-i emberek miért elégedetten viselnek rövidnadrágokat és pólókat a 40 fokos Fahrenheit tavaszi napon.

Természetesen a migráció lehet opció - bár drága a vadon élő állatok energetikai költségei szempontjából, és pénzügyileg azok számára, akik közelebb akarnak menni az egyenlítőhöz.

Fajként az emberek képesek bizonyos mértékig akklimatizálódni - némelyikünk több, mint mások -, de nem vagyunk különösebben hidegen. Talán miért nehezen nézhetjük ki az ablakot egy hideg napra, és nem érezzük rosszul a mókusot, amint a téli szelek átverik a szőrén. Lehet, hogy soha nem tudjuk, hogy az állatok rettegnek-e a télen - nehéz szubjektív élményüket megmérni. De a vadon élő állatoknak számos olyan stratégiája van, amelyek javítják a hidegség ellenállóképességét, biztosítva, hogy egy másik tavasszal éljenek.

Ezt a cikket eredetileg Bridget B. Baker The Conversation című kiadványában tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.