Ενώ ο καιρός έξω μπορεί να πάρει πραγματικά φοβερό αυτό το χειμώνα, ένα πάρκα, δεμένη καπέλο, κάλτσες μαλλί, μονωμένες μπότες και ίσως μια φωτοβολίδα πυρκαγιάς κάνουν τα πράγματα ανεκτά για τους ανθρώπους που ζουν σε κρύο κλίματα. Αλλά τι γίνεται με όλη την άγρια φύση εκεί έξω; Δεν θα παγώνουν;
Όποιος περπατούσε το σκυλί τους όταν οι θερμοκρασίες ήταν ψυχρές, ξέρει ότι οι κυνόδοντες θα τρέμουν και θα προτιμούν ένα κρύο πόδι - κάτι που εξηγεί εν μέρει την έκρηξη της βιομηχανίας ειδών ιματισμού. Αλλά chipmunks και cardinals δεν παίρνουν τα μοντέρνα παλτά ή παπούτσια.
Στην πραγματικότητα, η άγρια ζωή μπορεί να υποκύψει σε κρυοπαγήματα και υποθερμία, όπως και οι άνθρωποι και τα κατοικίδια ζώα. Στις βόρειες Ηνωμένες Πολιτείες, οι ανεπτυγμένες ουρές των οπών είναι ένα κοινό ατύχημα της ψυχρής έκθεσης. Κάθε τόσο ασυνήθιστο ψυχρό κτύπημα στη Φλώριδα έχει ως αποτέλεσμα την πτώση των ιγκουαίων από τα δέντρα και τους μανιάτες που πεθαίνουν από το κρύο στρες.
Τα κατοικίδια συχνά ταιριάζουν με προστασία από το κρύο. (Photology1971 / Shutterstock.com) Η αποφυγή του κρυολογήματος είναι σημαντική για τη διατήρηση της ζωής ή του άκρου (ή, στην περίπτωση του οπίου, της ουράς) και της δυνατότητας αναπαραγωγής. Αυτές οι βιολογικές επιταγές σημαίνουν ότι η άγρια ζωή πρέπει να είναι σε θέση να νιώθει κρύα, προκειμένου να αποφύγει τις βλαβερές συνέπειες των άκρων της. Τα είδη ζώων έχουν το δικό τους ισοδύναμο με αυτό που αντιμετωπίζουν τα ανθρώπινα όντα, όπως το δυσάρεστο δάγκωμα που αναμιγνύεται με την αίσθηση των ακίδων και βελόνων που μας ωθεί να ζεσταθεί σύντομα ή να υποστεί τις συνέπειες. Στην πραγματικότητα, οι μηχανισμοί του νευρικού συστήματος για την ανίχνευση μιας σειράς θερμοκρασιών είναι σχεδόν τα ίδια μεταξύ όλων των σπονδυλωτών.
Μια χειμερινή πρόκληση για τα θερμόαιμα ζώα ή τις ενδοθερμίες, όπως είναι επιστημονικά γνωστά, είναι η διατήρηση της εσωτερικής θερμοκρασίας του σώματος τους σε κρύες συνθήκες. Ενδιαφέρον όμως είναι ότι τα όρια ανίχνευσης της θερμοκρασίας μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με τη φυσιολογία. Για παράδειγμα, ένας ψυχρόαιμος - δηλαδή ο εκτοθερικός - βάτραχος θα αισθανθεί το κρύο ξεκινώντας από μια χαμηλότερη θερμοκρασία σε σύγκριση με ένα ποντίκι. Πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι τα αδρανοποιημένα θηλαστικά, όπως και ο δεκατρείς-εδαφικοί σκίουροι εδάφους, δεν αισθάνονται το κρύο μέχρι χαμηλότερες θερμοκρασίες από τις ενδόθερμες που δεν αδρανοποιούν.
Έτσι, τα ζώα ξέρουν πότε είναι κρύο, σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Όταν ο υδράργυρος καταρρεύσει, η άγρια ζωή υποφέρει ή απλά πηγαίνει με τη ροή του παγετού;
Ορισμένα ζώα βρίσκουν ένα προστατευόμενο σημείο για να περιμένουν τα χειρότερα από αυτά, όπως αυτό το τσιπούρα. (Michael Himbeault / CC BY) Μια λύση: Χαμηλώστε και ελέγξτε έξω
Πολλές ενθέρτερες ψυχρού κλίματος εμφανίζουν torpor: κατάσταση μειωμένης δραστηριότητας. Μοιάζουν σαν να κοιμούνται. Επειδή τα ζώα που είναι ικανά για torpor εναλλάσσονται μεταξύ της εσωτερικής ρύθμισης της θερμοκρασίας του σώματος τους και του επιτρέποντας στο περιβάλλον να το επηρεάσει, οι επιστήμονες θεωρούν τους ετεροθερμικούς. Σε δύσκολες συνθήκες, αυτή η ευελιξία προσφέρει το πλεονέκτημα χαμηλότερης θερμοκρασίας σώματος - αξιοσημείωτα σε ορισμένα είδη, 32 βαθμούς βαθμού Fahrenheit - αυτό δεν είναι συμβατό με πολλές φυσιολογικές λειτουργίες. Το αποτέλεσμα είναι ένας χαμηλότερος μεταβολικός ρυθμός, και συνεπώς χαμηλότερη ζήτηση ενέργειας και τροφής. Η αδρανοποίηση είναι μια παρατεταμένη έκδοση torpor.
Το Torpor έχει οφέλη εξοικονόμησης ενέργειας για άγρια ζώα μικρότερου σώματος ειδικότερα - σκέφτεται νυχτερίδες, τραγουδιστές και τρωκτικά. Φυσικά χάνουν τη θερμότητα πιο γρήγορα επειδή η επιφάνεια του σώματος τους είναι μεγάλη σε σύγκριση με το συνολικό τους μέγεθος. Για να διατηρήσουν τη θερμοκρασία του σώματος τους σε κανονική κλίμακα, πρέπει να καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια σε σύγκριση με ένα ζώο μεγαλύτερης κορύφωσης. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα πουλιά που διατηρούν υψηλότερες μέσες σωματικές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τα θηλαστικά.
Δυστυχώς, ο torpor δεν είναι η τέλεια λύση για να επιβιώσουν οι ψυχρές συνθήκες αφού έρχονται με εμπόδια, όπως ο μεγαλύτερος κίνδυνος να γίνουν γεύματα άλλου ζώου.
Προσαρμογές που βοηθούν
Δεν εκπλήσσει το γεγονός ότι τα ζώα έχουν αναπτύξει άλλες προσαρμογές για την αντιμετώπιση των καιρικών συνθηκών κατά τους χειμερινούς μήνες.
Τα είδη της άγριας ζωής στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη τείνουν να είναι μεγαλύτερα με μικρότερες επιφάνειες από τους στενούς συγγενείς τους πιο κοντά στους τροπικούς. Πολλά ζώα έχουν εξελιχθεί σε συμπεριφορές για να τους βοηθήσουν να νικήσουν το κρύο: η βοσκή, η κοκκίνισμα, η τρύπηση και η κοπή σε κοιλότητες είναι όλοι καλές άμυνες. Και μερικά ζώα αντιμετωπίζουν φυσιολογικές αλλαγές καθώς πλησιάζουν το χειμώνα, δημιουργούν αποθέματα λίπους, αναπτύσσουν παχύτερη γούνα και παγιδεύουν ένα μονωτικό στρώμα αέρα πάνω στο δέρμα κάτω από τη γούνα ή τα φτερά.
Τα μεγάλα αυτιά μιας αλεπού fennec θα ήταν μια ευθύνη σε ένα κρύο κλίμα, όπως όπου ζει η αρκτική αλεπού. (Jonatan Pie / Unsplash και Κονστάνταν / Wikimedia Commons CC BY) Η Φύση έχει επινοήσει άλλα τακτοποιημένα κόλπα για να βοηθήσει διάφορα ζώα να αντιμετωπίσουν συνθήκες που οι άνθρωποι, για παράδειγμα, δεν θα είναι σε θέση να αντέξουν.
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς οι χήνες μπορούν να φαίνονται να στέκονται άνετα σε πάγο ή σκίουρους στο χιόνι στα γυμνά πόδια τους; Το μυστικό είναι η στενή εγγύτητα των αρτηριών και των φλεβών στα άκρα τους που δημιουργούν κλίση θέρμανσης και ψύξης. Καθώς το αίμα από την καρδιά μετακινείται στα δάκτυλα των ποδιών, η ζεστασιά από την αρτηρία μεταφέρεται στη φλέβα που μεταφέρει ψυχρό αίμα από τα δάχτυλα πίσω στην καρδιά. Αυτή η ανταλλαγή θερμότητας με αντίθετο ρεύμα επιτρέπει στον πυρήνα του σώματος να παραμείνει ζεστός, ενώ περιορίζει την απώλεια θερμότητας όταν τα άκρα είναι κρύα, αλλά όχι τόσο κρύα που προκαλεί βλάβη στον ιστό. Αυτό το αποτελεσματικό σύστημα χρησιμοποιείται από πολλά χερσαία και υδρόβια πουλιά και θηλαστικά, και εξηγεί ακόμη και πώς γίνεται η ανταλλαγή οξυγόνου στα βράγχια των ψαριών.
Μιλώντας για τα ψάρια, πώς δεν παγώνουν από μέσα προς τα έξω στα παγωμένα νερά; Ευτυχώς, ο πάγος επιπλέει επειδή το νερό είναι πιο πυκνό ως υγρό, επιτρέποντας στα ψάρια να κολυμπούν ελεύθερα σε χαμηλές θερμοκρασίες κάτω από την στερεοποιημένη επιφάνεια. Επιπλέον, τα ψάρια ενδέχεται να μην έχουν τον υποδοχέα ανίχνευσης κρύου που διανέμονται από άλλα σπονδυλωτά. Έχουν, ωστόσο, μοναδικά ένζυμα που επιτρέπουν στις φυσιολογικές λειτουργίες να συνεχίσουν σε ψυχρότερες θερμοκρασίες. Στις πολικές περιοχές, τα ψάρια έχουν ακόμη και ειδικές αντιψυκτικές πρωτεΐνες που δεσμεύονται με κρυστάλλους πάγου στο αίμα τους για να αποτρέψουν την εκτεταμένη κρυστάλλωση.
Ο κυπρίνος σε μια μερικώς κατεψυγμένη λίμνη κάνει καλά. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Ένα άλλο μυστικό όπλο σε θηλαστικά και πτηνά κατά τη διάρκεια μεγάλων περιόδων κρύου έκθεσης είναι ο καφέ λιπώδης ιστός ή το "καφέ λίπος", το οποίο είναι πλούσιο σε μιτοχόνδρια. Ακόμη και σε ανθρώπους, αυτές οι κυτταρικές δομές μπορούν να απελευθερώσουν ενέργεια ως θερμότητα, δημιουργώντας ζεστασιά χωρίς τις συσπάσεις των μυών και την αναποτελεσματικότητα της ενέργειας που εμπλέκονται σε ρίγος, με άλλο τρόπο το σώμα προσπαθεί να ζεσταθεί. Αυτή η παραγωγή θερμότητας που δεν τρέμει ίσως εξηγεί γιατί οι άνθρωποι στο Anchorage μπορούν άνετα να φορούν σορτς και μπλουζάκια σε μια ανοιξιάτικη μέρα 40 βαθμών Φαρενάιτ.
Φυσικά, η μετανάστευση μπορεί να είναι μια επιλογή - αν και είναι δαπανηρή όσον αφορά τα ενεργειακά κόστη για την άγρια φύση, και οικονομικά για τους ανθρώπους που θέλουν να φτάσουν πιο κοντά στον ισημερινό.
Ως είδος, τα ανθρώπινα όντα έχουν την ικανότητα να εγκλιματιστούν σε κάποιο βαθμό - μερικοί από εμάς περισσότερο από άλλους - αλλά δεν είμαστε ιδιαίτερα ψυχρά προσαρμοσμένοι. Ίσως γι 'αυτό είναι δύσκολο να κοιτάξουμε έξω το παράθυρο σε μια δροσερή μέρα και να μην αισθανόμαστε άσχημα για έναν σκίουρο που πέταξε κάτω καθώς ο χειμωνιάτικος άνεμος τσακίζει τη γούνα του. Μπορεί να μην γνωρίζουμε ποτέ αν τα ζώα φοβούνται χειμώνα - είναι δύσκολο να μετρήσουμε την υποκειμενική τους εμπειρία. Αλλά η άγρια φύση έχει μια ποικιλία στρατηγικών που βελτιώνουν την ικανότητά τους να αντέχουν στο κρύο, φροντίζοντας να ζήσουν μια άλλη πηγή.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Bridget B. Baker, κλινικός κτηνίατρος και αναπληρωτής διευθυντής του Εργαστηρίου Υδατικού, Μεταφραστικού και Περιβαλλοντικού Εργαστηρίου Warrior (WATER), Wayne State University
