Kako životinje preživjeti hladnoću? Antifriz i krzno su samo početak

Dok vrijeme vani može zaista postati strašno ove zime, parka, pletena kapa, vunene čarape, izolirane čizme, i možda bučna vatra čine stvari podnošljivima za ljude koji žive u hladnim klimatskim uvjetima. Ali što je sa svim divljim životinjama? Zar se neće smrznuti?

Svatko tko je hodao svojim psom kad su temperature hladne zna da će očnjaci drhtati i favorizirati hladnu šapu - što djelomično objašnjava procvat u industriji odjeće za kućne ljubimce. Ali veverice i kardinali ne dobivaju moderne kapute ili čizmice.

Zapravo, divlje životinje mogu podleći smrzotama i hipotermiji, baš kao i ljudi i kućni ljubimci. U sjevernim Sjedinjenim Državama, nerazvijeni repovi oposuma su uobičajena žrtva izlaganja hladnoći. Često neobičan hladni udar na Floridi rezultira padom iguana s drveća i morskih grudnjaka koji umiru od hladnog stresa.

Izbjegavanje hladnoće važno je za očuvanje života ili tijela (ili, u slučaju oposuma, repa) i mogućnost reprodukcije. Ti biološki imperativi znače da divlje životinje moraju biti u stanju osjećati hladnoću kako bi izbjegli štetne posljedice svojih krajnosti. Životinjske vrste imaju svoj ekvivalent onome što ljudska bića doživljavaju kao onu neugodnu zagrizu pomiješanu s senzacijom igle i igle koja nas potiče da se uskoro zagrijemo ili pretrpimo posljedice. Zapravo, mehanizmi živčanog sustava za očitavanje raspona temperatura gotovo su isti među svim kralježnjacima.

Jedan zimski izazov za toplokrvne životinje, ili endoterme, kako su znanstveno poznati, je održavanje njihove unutarnje tjelesne temperature u hladnim uvjetima. Zanimljivo je da pragovi za mjerenje temperature mogu varirati ovisno o fiziologiji. Na primjer, hladnokrvna - to jest, ektotermna - žaba će osjetiti hladnoću počevši od niže temperature u usporedbi s mišem. Nedavna istraživanja pokazuju da sisavci u stanju hibernacije, kao što je trinaest obložena vjeverica, ne osjećaju hladnoću sve do nižih temperatura od endotermi koje ne prezimljuju.

Tako životinje znaju kada je hladno, samo na različitim temperaturama. Kada živa plummets, je divljih životinja patnje ili samo ide s ledeni protok?

Jedno rješenje: Usporite i odjavite se

Mnogi endotermi hladne klime pokazuju tromost: stanje smanjene aktivnosti. Izgledaju kao da spavaju. Budući da životinje sposobne za spavanje izmjenjuju unutarnju regulaciju svoje tjelesne temperature i dopuštaju okolini da na nju utječu, znanstvenici ih smatraju “heterothermima”. 32 stupnjeva Farenhajta - to nije kompatibilno s mnogim fiziološkim funkcijama. Rezultat je manja stopa metabolizma, a time i manja potražnja za energijom i hranom. Zimski san je produljena verzija zastoja.

Torpor ima koristi za uštedu energije posebno za manje životinje - mislim šišmiše, ptice pjevice i glodavce. Oni prirodno brže gube toplinu jer je površina njihova tijela velika u usporedbi s njihovom ukupnom veličinom. Kako bi održali svoju tjelesnu temperaturu unutar normalnog raspona, moraju trošiti više energije u usporedbi s većom životinjom. To posebno vrijedi za ptice koje održavaju više prosječne tjelesne temperature u odnosu na sisavce.

Nažalost, tromost nije savršeno rješenje za preživljavanje frigidnih uvjeta budući da dolazi s kompromisima, kao što je veći rizik da postanete ručak druge životinje.

Prilagodbe koje pomažu

Ne iznenađuje što su životinje razvile druge prilagodbe za preživljavanje zimskih mjeseci.

Vrste divljih životinja na sjevernim geografskim širinama imaju tendenciju da budu veće tijelo s manjim dodacima od njihovih bliskih rođaka bliže tropima. Mnoge životinje su razvile ponašanja kako bi im pomogla da savladaju hladnoću: čuvanje, rađanje, rađanje i kokoši su dobre obrane. A neke životinje doživljavaju fiziološke promjene kako se približava zima, gradi rezerve masti, raste deblje krzno i ​​hvata izolacijski sloj zraka prema koži ispod krzna ili perja.

Priroda je izmislila druge uredne trikove kako bi pomogla raznim životinjama da se nose s uvjetima koje ljudi, na primjer, ne bi mogli podnijeti.

Jeste li se ikada zapitali kako se guske mogu udobno smjestiti na ledu ili vjeverice u snijegu u svojim bosim nogama? Tajna je blizina arterija i vena u njihovim ekstremitetima koja stvara gradijent zagrijavanja i hlađenja. Dok krv iz srca putuje do nožnih prstiju, toplina iz arterije prelazi u venu koja prenosi hladnu krv iz prstiju natrag u srce. Ova protustrujna izmjena topline omogućuje da jezgra tijela ostane topla dok ograničava gubitak topline kada su ekstremiteti hladni, ali ne toliko hladni da dolazi do oštećenja tkiva. Ovaj učinkovit sustav koriste mnoge kopnene i vodene ptice i sisavci, pa čak i objašnjava kako se izmjena kisika događa u škrgama riba.

Kad već govorimo o ribi, kako se ne smrzavaju iznutra u ledenoj vodi? Srećom, led lebdi jer je voda najgušća kao tekućina, dopuštajući ribama da slobodno plivaju u niskim temperaturama ispod skrućene površine. Osim toga, ribama nedostaje hladno-osjetljivi receptor koji dijele ostali kralježnjaci. Oni, međutim, imaju jedinstvene enzime koji omogućuju fiziološkim funkcijama da se nastave na nižim temperaturama. U polarnim regijama, ribe imaju čak i posebne "proteine ​​protiv smrzavanja" koji se vežu za kristale leda u krvi kako bi se spriječila rasprostranjena kristalizacija.

Još jedno tajno oružje u sisavaca i ptica tijekom dugog razdoblja izlaganja hladnoći je smeđe masno tkivo ili "smeđa masnoća", koja je bogata mitohondrijama. Čak i kod ljudi, te stanične strukture mogu osloboditi energiju kao toplinu, stvarajući toplinu bez kontrakcija mišića i energetske neučinkovitosti uključene u drhtanje, drugi način na koji se tijelo pokušava zagrijati. Ova nepregledna proizvodnja topline vjerojatno objašnjava zašto ljudi u Anchorageu mogu zadovoljno nositi kratke hlače i majice na proljetnom danu od 40 stupnjeva celzijusa.

Naravno, migracija može biti opcija - iako je to skupo u smislu energetskih troškova za divlje životinje, i financijski za ljude koji žele prići bliže ekvatoru.

Kao vrsta, ljudska bića imaju sposobnost da se priviknu u određenoj mjeri - neki od nas više od drugih - ali mi nismo osobito prilagođeni hladnoći. Možda je zbog toga teško gledati kroz prozor na hladan dan i ne osjećati se loše zbog vjeverice koja je uhvaćena dok je zimski vjetar bičevanje kroz njegovo krzno. Možda nikada nećemo znati jesu li životinje u strahu od zime - teško je procijeniti njihovo subjektivno iskustvo. Ali divlje životinje imaju različite strategije koje poboljšavaju njihovu sposobnost da izdrže hladnoću, pazeći da žive kako bi vidjeli još jedno proljeće.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Bridget B. Baker. Pročitajte izvorni članak ovdje.