Kaip gyvūnai išgyvena šaltą? Antifrizas ir kailiai yra tik pradžia

Nors oras lauke iš tikrųjų gali bauginti šią žiemą, parka, megzti skrybėlę, vilnos kojines, izoliuotus batus ir galbūt riaumojančią ugnį daro žmonės tiems, kurie gyvena šalto klimato sąlygomis. Bet kas apie visus laukinius gyvūnus ten? Ar jie neužšąla?

Kiekvienas, kuris vaikščiojo savo šunį, kai temperatūra yra peršalusi, žino, kad šunys drebulys ir pasisotins už šaltą koją - tai iš dalies paaiškina naminių gyvūnėlių drabužių pramonės bumą. Tačiau šukuosenos ir kardinolai negamina madingų paltų ar batelių.

Tiesą sakant, laukinės gamtos gali pasiduoti užšalimui ir hipotermijai, kaip ir žmonėms bei naminiams gyvūnėliams. Šiaurės Amerikoje neaiškios oposų uodegos yra dažnas šalto poveikio pavojus. Kiekvienas taip dažnai neįprastas šalto snapo Floridoje rezultatas yra tai, kad iguanai krenta iš medžių ir manatų, kurie miršta nuo šalto streso.

Vengti šalčio yra svarbi gyvybei ar galūnėms išsaugoti (arba, opossum atveju, uodegai) ir galimybei daugintis. Šie biologiniai imperatyvai reiškia, kad laukiniai gyvūnai turi sugebėti jaustis šalti, kad būtų išvengta žalingų jos kraštutinių padarinių. Gyvūnų rūšys turi tokias pačias savybes, kokias žmogus patiria, nes tai nemalonus kramtymas, sumaišytas su smeigtukų ir adatų pojūčiu, kuris verčia mus greitai pašildyti arba patirti pasekmes. Tiesą sakant, nervų sistemos mechanizmai temperatūrų diapazonui nustatyti yra vienodi visuose stuburiniuose gyvūnuose.

Vienas žiemos iššūkis šiltakraujantiems gyvūnams arba endotermams, kaip jie yra moksliškai žinomi, yra išlaikyti savo vidinę kūno temperatūrą šaltoje aplinkoje. Įdomu tai, kad temperatūros jutimo ribos gali skirtis priklausomai nuo fiziologijos. Pavyzdžiui, šaltojo kraujo - tai yra ektoterminė - varlė prasidės šalta pradedant nuo žemesnės temperatūros, lyginant su pele. Naujausi tyrimai rodo, kad žiemojantieji žinduoliai, kaip ir trylikos paminėta voverė, nesijaučia šalčio iki žemesnės temperatūros negu endotermai, kurie nėra užmigę.

Taigi gyvūnai žino, kada šalta, tik esant skirtingoms temperatūroms. Kai gyvsidabris užsikrečia, kenčia laukinės gamtos gyvūnai arba tiesiog eina su lediniu srautu?

Vienas sprendimas: sulėtinkite ir patikrinkite

Daugelis šaltojo klimato endotermų eksponuoja: sumažėjęs aktyvumas. Jie atrodo kaip jie miega. Kadangi gyvūnai, galintys pakaitomis pakeisti savo kūno temperatūrą ir leisti aplinkai daryti įtaką, mokslininkai mano, kad jie yra „heterotermai“. Esant griežtoms sąlygoms, šis lankstumas suteikia mažesnės kūno temperatūros pranašumą. 32 laipsnių „Fahrenheit“ užšalimo taškas - tai nėra suderinama su daugeliu fiziologinių funkcijų. Rezultatas yra mažesnis medžiagų apykaitos greitis, taigi mažesnis energijos ir maisto poreikis. Sulaikytosios veiksenos yra ilgaamžė torpor versija.

„Torpor“ turi energijos taupymo naudą smulkesniems laukiniams gyvūnams - manau, šikšnosparniai, dainų paukščiai ir graužikai. Jie natūraliai praranda šilumą greičiau, nes jų kūno paviršiaus plotas yra didelis, palyginti su jų bendru dydžiu. Norint išlaikyti savo kūno temperatūrą normalaus diapazono ribose, jie turi daugiau energijos, palyginti su didesniu kūnu. Tai ypač pasakytina apie paukščius, kurių kūno temperatūra aukštesnė nei žinduolių.

Deja, „torpor“ nėra puikus sprendimas išlikusioms nelankstoms sąlygoms, nes jis susijęs su kompromisais, pvz., Didesne rizika tapti kito gyvūno pietums.

Tai padeda pritaikyti

Nenuostabu, kad gyvūnai pakeitė kitus žiemos mėnesiams atsparius prisitaikymus.

Šiaurinėse platumose laukinės gyvūnijos rūšys paprastai būna didesnės, o mažesni užkaiščiai yra artimesni tropikai arčiau artimųjų. Daugeliui gyvūnų atsirado elgesys, padedantis jiems įveikti šaltį: ganyklos, denning, burrowing ir roosting į ertmes yra gera apsauga. Kai kurie gyvūnai patiria fiziologinių pokyčių, kaip žiemos metodas, pastato riebalų atsargas, auga storesnis kailis ir sulaiko izoliacinį oro sluoksnį nuo odos po kailiais ar plunksnomis.

Gamta sukūrė kitus tvarkingus gudrybes, padedančius įvairiems gyvūnams susidoroti su sąlygomis, kurias žmonės, pavyzdžiui, negalėtų ištverti.

Ar jūs kada nors susimąstėte, kaip žąsys gali atrodyti patogiai ant ledo ar voverių, esančių snieguose? Paslaptis yra arterijų ir venų arti jų galūnėse artumas, kuris sukuria atšilimo ir atšaldymo gradientą. Kadangi kraujas iš širdies keliauja į kojų pirštus, šilumos iš arterijos perneša į veną, pernešančią šaltą kraują iš pirštų, į širdį. Šis priešpriešinis šilumos mainas leidžia kūno branduoliui išlikti šiltas, tuo pačiu ribojant šilumos nuostolius, kai galūnės yra šalta, bet ne taip šalta, kad atsiranda audinių pažeidimas. Šią veiksmingą sistemą naudoja daugelis sausumos ir vandens paukščių bei žinduolių ir netgi paaiškina, kaip žuvų žiaunose vyksta keitimasis deguonimi.

Kalbant apie žuvis, kaip jie neužšąla iš vidaus į ledinius vandenis? Laimei, ledas plaukioja, nes vanduo yra tankiausias kaip skystis, leidžiantis žuvims laisvai plaukti, kai temperatūra nėra žemesnė už sukietėjusį paviršių. Be to, žuvims gali nebūti šalto jautrumo receptorių, kurį dalijasi kiti stuburiniai gyvūnai. Tačiau jie turi unikalių fermentų, kurie leidžia fiziologinėms funkcijoms tęsti esant šaltesnėms temperatūroms. Poliariniuose regionuose žuvys netgi turi specialius „antifrizinius baltymus“, kurie jungiasi prie ledo kristalų jų kraujyje, kad būtų išvengta plačios kristalizacijos.

Kitas slaptas ginklas žinduoliams ir paukščiams ilgą laiką šalto poveikio metu yra rudasis riebalinis audinys arba „rudi riebalai“, kuriuose yra daug mitochondrijų. Net žmonės, šie ląstelių struktūros gali išleisti energiją kaip šilumą, generuodami šilumą be raumenų susitraukimų ir energijos neveiksmingumo, susijusio su drebėjimu, kitu būdu, kuriuo organizmas bando pašildyti. Tai, kad šilumos gamybai nepavyksta, greičiausiai paaiškina, kodėl Ankoridžo žmonės 40-ojo laipsnio „Fahrenheit“ pavasario dieną gali nešioti šortus ir marškinius.

Žinoma, migracija gali būti galimybė - nors ir brangiai kainuojančių laukinių gyvūnų kaštų požiūriu, ir finansiškai žmonėms, norintiems priartėti prie pusiaujo.

Kaip rūšys, žmonės turi gebėjimą aklimatizuotis tam tikru mastu - kai kurie iš mūsų daugiau nei kiti -, bet mes ne itin prisitaikę prie šalčio. Galbūt dėl ​​to sunku žiūrėti pro langą švelniai dienai ir nesijaučia blogai, kai voverė hunkered žemyn, nes žiemos vėjas plūsta per kailius. Mes niekada nežinome, ar gyvūnai žiemos - tai sunku įvertinti jų subjektyvią patirtį. Tačiau laukinės gamtos strategijose yra įvairių strategijų, kurios pagerina jų gebėjimą atlaikyti šalčio, užtikrindamos, kad jie gyvena norėdami pamatyti kitą pavasarį.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Bridget B. Baker pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.