Noha a kültéri időjárás valóban ijesztő lehet ezen a télen, egy parka, kötött sapka, gyapjúzokni, szigetelt csizma és esetleg egy üvöltő tűz miatt a hideg éghajlatban élők elviselhetővé teszik a dolgokat. De mi a helyzet a vadon élő állatokkal? Nem fagynak?
Bárki, aki hideg hőmérsékleten sétálta a kutyáját, tudja, hogy a kutyák remegnek és kedvelik a hideg mancsot - ami részben magyarázza a kedvtelésből tartott ruhák iparának fellendülését. A mókusok és a bíborosok azonban nem kapnak divatos kabátot vagy csizmát.
Valójában, ahogy az emberek és háziállatok is, a vadon élő állatok megbékélhetnek a fagyás és a hipotermia szempontjából. Az Egyesült Államok északi részén az oposszumák homályos farka a hideg expozíció általános vesztesége. A floridai oly gyakran szokatlan hidegviszonyok eredményeként a fákból leesnek a leguánok és a hideg stressz miatt elhalnak a lamantinok.
A háziállatok gyakran alkalmasak a hidegtől való védelemre. (Photology1971 / Shutterstock.com) A hideg elkerülése fontos az élet vagy a végtag (vagy az oposszum esetében a farok) és a szaporodás megóvása érdekében. Ezek a biológiai követelmények azt jelentik, hogy a vadon élő állatoknak képesnek kell lennie érezni a hideget, hogy megpróbálják elkerülni a szélsőségeinek káros hatásait. Az állatfajoknak megvan a maga egyenértékűek azzal, amit az emberek tapasztalnak, mint ez a kellemetlen harapás, csapokkal és tűkkel összekeverve, amely sürgetésre késztet minket, hogy hamarosan felmelegedjünk vagy a következményeket szenvedjük. Valójában az idegrendszer hőmérsékleti tartományának érzékelésére szolgáló mechanizmusok nagyjából azonosak a gerincesek között.
Az egyik téli kihívás a melegvérű állatokra vagy az endotermákra, amint tudományosan ismertek, a belső testhőmérséklet fenntartása hideg körülmények között. Érdekes módon azonban a hőmérséklet-érzékelési küszöbök fiziológiától függően változhatnak. Például egy hidegvérű - azaz ektotermikus - béka érzékeli a hideget alacsonyabb hőmérsékleten, mint egy egér. A legfrissebb kutatások azt mutatják, hogy a hibernáló emlősök, mint például a tizenhárom bélelésű mókus, a hideget nem érzik alacsonyabb hőmérsékleten, mint az endotermák, amelyek nem hibernálnak.
Tehát az állatok tudják, mikor hideg, csak változó hőmérsékleten. Amikor a higany zuhan, szenvednek-e a vadon élő állatok, vagy csak a jeges áramlással járnak?
Egyes állatok védett helyet találnak, hogy várják a legrosszabbat, mint ez a mókus. (Michael Himbeault / CC BY) Egy megoldás: Lassítson és nézzen meg
Számos hideg éghajlati endotermában torpor jelentkezik: a csökkent aktivitás állapota. Úgy néz ki, hogy alszanak. Mivel a torporra képes állatok váltakoznak a testhőmérséklet belső szabályozása és a környezet befolyásolása között, a tudósok heterotermiáknak tartják őket. Kemény körülmények között ez a rugalmasság az alacsonyabb testhőmérséklet előnyeit nyújtja - figyelemre méltóan egyes fajokban, még a 32 fok Fahrenheit fagyáspont - ez nem kompatibilis sok élettani funkcióval. Ennek eredményeként alacsonyabb anyagcsere-sebesség, és így alacsonyabb az energia- és élelmiszerigény. A hibernáció a torpor hosszabb távú változata.
A Torpor energiatakarékossági előnyökkel jár különösen a kis testű vadvilág számára - gondolkodj denevérek, énekesmadarak és rágcsálók számára. Természetesen gyorsabban veszítik el a hőt, mert testük felülete nagy, mint általános méretük. A testhőmérséklet normál tartományban tartása érdekében több energiát kell költenie egy nagyobb testű állathoz képest. Ez különösen igaz a madarakra, akik magasabb átlagos testhőmérsékletet tartanak az emlősökhöz képest.
Sajnos a torpor nem tökéletes megoldás a túlzott hideg körülmények fennmaradására, mivel kompromisszumokkal jár, például nagyobb az esélye, hogy újabb állat ebédjévé váljon.
Alkalmazkodások, amelyek segítenek
Meglepő módon az állatok más adaptációkat fejlesztettek ki a téli hónapok időjárására.
Az északi szélességi fokon élő vadon élő fajok általában nagyobb testűek, kisebb függelékekkel rendelkeznek, mint a trópusokhoz közeli rokonuk. Számos állat viselkedését fejlesztette ki annak érdekében, hogy segítse őket a hideg legyőzésében: a terelés, a denning, az ásás és az üregek üregezése mind jó védelem. Néhány állat a téli közeledésével élettani változásokat tapasztal, zsírkészletek kialakulását, vastagabb szőrme növekedését és a levegő szigetelő rétegének csapdába ejtését a szőr vagy toll alatt a bőrön.
A fennec róka nagy füle felelősséggel járhat hideg éghajlat esetén, például ott, ahol a sarki róka él. (Jonatan Pie / Unsplash és Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) A természet más ügyes trükköket is kidolgozott, hogy segítse a különféle állatokat olyan helyzetek kezelésében, amelyeket például az emberek nem tudnak elviselni.
Gondolkozott már azon azon gondolkodás közben, hogy a libák miként jelenhetnek meg kényelmesen a jégen vagy mókusok a hóban csupasz lábuk alatt? A titok az artériák és az erek végtagjainak közeli közelsége, amely melegedési és lehűlési gradienst hoz létre. Amint a szívből érkező vér eljut az ujjakhoz, az artériából származó meleg átjut a vénába, és hideg vért hoz a lábujjakból a szívbe. Ez az ellenáramú hőcserélés lehetővé teszi, hogy a test magja melegen maradjon, miközben korlátozza a hőveszteséget, amikor a végtagok hidegek, de nem olyan hideg, hogy a szövetek károsodjanak. Ezt a hatékony rendszert sok szárazföldi és vízi madár és emlős használja, és még azt is megmagyarázza, hogyan történik az oxigéncsere a halak kopoltyújában.
Halakról beszélve, hogyan nem fagyaszthatók be belülről, jeges vizekben? Szerencsére a jég úszik, mivel a víz folyékony a legsűrűbb, lehetővé téve a halak számára, hogy szabadon úszhassanak a megszilárdult felület alatti nem elég fagyos hőmérsékleteken. Ezenkívül a halaknak hiányozhatnak a hidegérzékelő receptorok, amelyeket más gerincesek osztanak meg. Vannak azonban egyedi enzimek, amelyek lehetővé teszik a fiziológiás funkciók folytatását hidegebb hőmérsékleten. A sarkvidéki régiókban a halaknak speciális „fagyálló fehérjék” vannak, amelyek a vérükben jégkristályokhoz kötődnek, hogy megakadályozzák a széles körű kristályosodást.
A részben fagyott tavacska pontyai jól működnek. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Egy másik titkos fegyver az emlősökben és a madarakban hosszú hideg időtartam alatt a barna zsírszövet vagy a „barna zsír”, amely gazdag a mitokondriumokban. Még az emberekben is ezek a sejtszerkezetek hőmennyiségként szabadíthatják fel az energiát, meleget generálva anélkül, hogy az izmok összehúzódnának és az energiahatékonyság a remegéshez vezetne, vagyis a test megpróbálja felmelegedni. Ez a nem remegő hőtermelés valószínűleg megmagyarázza, hogy Anchorage-ban az emberek miért viselhetnek enyhén rövidnadrágot és pólót egy 40 fokos Fahrenheit-tavaszi napon.
Természetesen a migráció választható lehet - bár ez költséges a vadon élő állatok energiaköltségei szempontjából, és pénzügyi szempontból az embereknek is, akik közelebb akarnak lépni az Egyenlítőn.
Fajként az emberek képesek bizonyos mértékben hozzászokni - néhányan közülünk jobban, mint mások -, de mi nem vagyunk különösebben hideghez alkalmazkodók. Talán ezért nehéz egy ablakon kívül kinézni az ablakon, és nem érzi magát rosszul egy éles mókusnak, ahogy a téli szél átpörget a szőrén. Soha nem tudhatjuk, hogy az állatok rettegnek-e télen - nehéz felmérni szubjektív tapasztalataikat. A vadon élő állatoknak azonban különféle stratégiáik vannak, amelyek javítják a hidegnek való ellenállási képességüket, ügyelve arra, hogy egy másik tavaszt látjanak.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Bridget B. Baker, klinikai állatorvos és a Warneor vízi, transzlációs és környezeti kutatási (WATER) laboratóriumának igazgatóhelyettese, Wayne Állami Egyetem
