Так, мені трохи холодно, чому? Тім Елліот / Shutterstock.com

Хоча погода на вулиці справді може стати жахливою цієї зими, куртка, в’язана шапка, вовняні шкарпетки, утеплені черевики та, можливо, бурхливий вогонь роблять речі придатними для людей, які живуть у холодному кліматі. Але як щодо всієї дикої природи там? Чи не замерзнуть?

Той, хто гуляв із собакою при низьких температурах, знає, що ікла будуть тремтіти і сприятиме холодній лапі - що частково пояснює бум промисловість одягу для домашніх тварин. Але бурундуки та кардинали не отримують модних пальто та пінеток.

Насправді, дика природа може піддатися обмороженню та переохолодженню, як і люди та домашні тварини. На півночі Сполучених Штатів нерозмиті хвости опосумів є загальною жертвою холодного впливу. Кожні так часто незвичайні похолодання у Флориді призводить до ігуани падаючи з дерев та ламантини гинуть від холодного стресу.

Уникнення холоду важливо для збереження життя або кінцівки (або, у випадку опосума, хвоста) та можливості розмножуватися. Ці біологічні імперативи означають, що жива природа повинна відчувати холод, щоб намагатися уникнути згубних наслідків її крайнощів.

Види тварин мають власний еквівалент того, що відчувають люди, як те неприємне клювання, змішане із шпильками та голками, яке спонукає нас швидше зігрітися або зазнати наслідків. Насправді механізми нервової системи для відчуття діапазону температур значною мірою однаковий серед усіх хребетних.

Домашні тварини часто підходять для захисту від холоду. Photology1971 / Shutterstock.com

Один зимовий виклик для теплокровних тварин, або ендотерми, як вони науково відомі, - підтримувати внутрішню температуру тіла в холодних умовах. Цікаво, що порогові значення температурного зондування можуть змінюватися залежно від фізіології. Наприклад, холоднокровна - тобто екзотермічна - жаба відчуватиме холод, починаючи з нижчої температури, ніж миша. Недавні дослідження показують, що снуючі сплячки, такі як тринадцятирядкова ховрах, не відчувати холоду до зниження температури ніж ендотерми, які не сплять.

Тож тварини знають, коли холодно, просто при різній температурі. Коли ртуть падає, чи страждає дика природа або просто йде крижаним потоком?

Деякі тварини знаходять захищене місце, щоб перечекати найгірше, як цей бурундук. Майкл Гімбо, CC BY

Одне рішення: уповільнюйте та перевіряйте

У багатьох ендотермах холодного клімату виявляється жах: стан зниженої активності. Вони схожі на те, що сплять. Оскільки тварини, здатні до торфу, чергуються між собою, регулюючи внутрішньо температуру свого тіла і дозволяючи навколишньому середовищу впливати на неї, вчені вважають їх «гетеротермами». Під час суворих умов ця гнучкість забезпечує перевагу нижчої температури тіла - надзвичайно у деяких видів, навіть нижче температури замерзання 32 градуси за Фаренгейтом - що не сумісно з багатьма фізіологічними функціями. Результатом є нижча швидкість метаболізму, а отже, нижча потреба в енергії та їжі. Зимова сплячка - це тривалий варіант торпору.

Torpor приносить переваги енергозбереженню, зокрема, для дикої природи менших тіл - наприклад, кажанів, співочих птахів та гризунів. Вони, природно, швидше втрачають тепло, оскільки площа поверхні їх тіла велика порівняно із загальним розміром. Щоб підтримувати температуру тіла в межах норми, вони повинні витрачати більше енергії в порівнянні з тваринами більшої статі. Це особливо актуально для птахи, які підтримують вищу середню температуру тіла порівняно із ссавцями.

На жаль, торпор не є ідеальним рішенням для переживання морозних умов, оскільки він має компроміси, наприклад, більший ризик стати обідом іншої тварини.

Адаптації, які допомагають

Не дивно, що тварини розвинули інші пристосування для вивітрювання зимових місяців.

Види дикої природи в північних широтах, як правило, мають більше тіло з меншими відростками, ніж їхні найближчі родичі, розташовані ближче до тропіків. Багато тварин змінили поведінку, щоб допомогти їм перемогти холод: пасовище, забруднення, нори і ночівля в порожнинах - все це хороший захист. А деякі тварини відчувають фізіологічні зміни з наближенням зими, нарощуючи запаси жиру, вирощуючи густіші хутра та захоплюючи ізоляційний шар повітря на шкіру під шерстю або пір’ям.

Природа розробила інші акуратні трюки, щоб допомогти різним тваринам впоратися з умовами, яких, наприклад, люди не могли б перенести.

Ви коли-небудь замислювались, як гуси можуть виглядати зручно стояти на льоду або білочок на снігу на босих ногах? Секрет полягає в безпосередній близькості артерій і вен на їх кінцівках, що створює градієнт потепління і охолодження. Коли кров від серця рухається до пальців ніг, тепло від артерії передається у вену, несучи холодну кров від пальців ніг до серця. Це протитоковий теплообмін дозволяє серцевині тіла залишатися теплою, обмежуючи втрати тепла, коли кінцівки холодні, але не настільки холодні, щоб відбулося пошкодження тканин. Ця ефективна система використовується багатьма наземними та водними птахами та ссавцями і навіть пояснює, як відбувається обмін киснем у зябрах риб.

Говорячи про риб, як вони не замерзають зсередини в крижаних водах? На щастя, лід плаває, оскільки вода є найбільш щільною, як рідина, що дозволяє рибам вільно плавати при не зовсім морозних температурах нижче твердої поверхні. Крім того, риба може не мати рецептора холоду спільно з іншими хребетними. Однак вони мають унікальні ферменти, що дозволяють фізіологічним функціям продовжуватись при більш холодних температурах. У полярних регіонах риба навіть має особливіантифриз білки”, Які зв’язуються з кристалами льоду в крові, щоб запобігти широкій кристалізації.

Ще однією секретною зброєю ссавців та птахів під час тривалих холодних впливів є коричнева жирова тканина абокоричневий жир, ”Який багатий мітохондріями. Навіть у людей, ці клітинні структури можуть виділяти енергію як тепло, виробляючи тепло без скорочення м’язів та енергетичної неефективності тремтіння, інший спосіб, яким тіло намагається нагрітись. Це не тремтливе виробництво тепла, ймовірно, пояснює, чому люди в Анкориджі можуть задоволено носити шорти та футболки у весняний день 40 градусів за Фаренгейтом.

Звичайно, міграція може бути варіантом - хоча це дорого з точки зору енергетичних витрат на дику природу та у фінансовому плані для людей, які хочуть підійти ближче до екватора.

Як вид, люди мають здатність адаптуватися до певної міри - деякі з нас більше, ніж інші - але ми не особливо пристосовані до холоду. Можливо, тому важко дивитись у вікно в морозний день і не почуватись погано для білки, що згорбилася, коли зимовий вітер хльостає крізь хутро. Ми можемо ніколи не дізнатися, чи тварини бояться зими - важко оцінити їх суб'єктивний досвід. Але дика природа має безліч стратегій, які покращують їх здатність протистояти холоду, переконуючись, що вони доживуть до нової весни.

про автора

Бріджит Б. Бейкер, клінічний ветеринарний лікар та заступник директора лабораторії досліджень водних, поступальних та екологічних досліджень (ВОДА) воїна, Університет Вейна

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon