איך בעלי חיים לשרוד את הקור? אנטיפריז ו פרווה הם רק ההתחלה

בעוד שמזג האוויר בחוץ אכן עלול להחריד את החורף הזה, מעיל חורף, כובע סרוג, גרבי צמר, מגפיים מבודדים, ואולי אש שואגת הופכים את הדברים לנסבלים לאנשים שחיים באקלים קרים. אבל מה עם כל חיות הבר שם בחוץ? הם לא יקפאו?

כל מי שהלך את הכלב שלהם כאשר הטמפרטורות פריג'יד יודע כי כלבים יהיה לרעוד לטובת כפות קר - אשר מסביר חלקית את הבום בענף בגדים לחיות מחמד. אבל chipmunks ו קרדינלס לא מקבלים מעילים אופנתיים או נעליים.

למעשה, חיות בר יכול להיכנע קור ו היפותרמיה, בדיוק כמו אנשים וחיות מחמד. בצפון ארצות הברית, זנבות של אופוסומים הם נפגע נפוץ של חשיפה קר. מדי פעם הצמד קר יוצא דופן בפלורידה תוצאות איגואנות נופל מעצים מנושים מתים מתח קר.

הימנעות מהקור חשובה לשמירה על חיים או על איבר (או במקרה של אופוסום) והזנב להתרבות. ציוויים ביולוגיים אלה משמעותם שחיי הבר חייבים להיות מסוגלים להרגיש קרים כדי לנסות למנוע את ההשפעות המזיקות של קיצוניותה. למינים בעלי חיים יש את המקבילה שלהם למה שחווים בני האדם כשנשכה לא נעימה זו מעורבת בתחושה של סיכות ומחטים שדוחקת בנו להתחמם בקרוב או לסבול את התוצאות. למעשה, מנגנוני מערכת העצבים לחישה של טווח של טמפרטורות הם די דומים בין כל החולייתנים.

אחד האתגרים החורף של בעלי חיים חמים, או endotherms, כפי שהם ידועים מדעית, היא לשמור על טמפרטורת הגוף הפנימית שלהם בתנאים קרים. מעניין לציין כי טמפרטורת חישה סף יכול להשתנות בהתאם פיזיולוגיה. לדוגמה, קר דם - כלומר, צפרדע ectothermic ירגיש קר החל בטמפרטורה נמוכה יותר לעומת העכבר. מחקרים שנעשו לאחרונה מראים כי יונקים שנרדפים, כמו הסנאי של שלוש עשרה הקומות, אינם חשים את הקור עד לטמפרטורות נמוכות יותר מאשר אנדות'רמות שאינן חמות.

אז בעלי חיים יודעים מתי זה קר, רק בטמפרטורות שונות. כאשר כספית צונחת, הם סבל בסבל או פשוט הולך עם זרימת הקרח?

פתרון אחד: להאט ולבדוק

רבים endotherms קר אקלים התערוכה torpor: מצב של ירידה בפעילות. הם נראים כאילו הם ישנים. מאחר שבעלי חיים המסוגלים לחדור לסירוגין בין טמפרטורת הגוף שלהם, ומאפשרים לסביבה להשפיע עליהם, המדענים רואים בהם "הטרוותרמות". בתנאים קשים אלה, גמישות זו מציעה יתרון של טמפרטורת גוף נמוכה יותר - באופן יוצא דופן בכמה מינים, אפילו מתחת ל 32 מעלות צלזיוס נקודת הקפאה - זה אינו תואם פונקציות פיזיולוגיות רבות. התוצאה היא קצב חילוף החומרים נמוך יותר, ולכן אנרגיה נמוכה הביקוש לאוכל. תרדמה היא גרסה ממושכת של טרפור.

Torpor יש יתרונות שימור אנרגיה עבור חיות בר קטנות יותר בפרט - לחשוב עטלפים, ציפורי שיר, מכרסמים. הם באופן טבעי לאבד חום מהר יותר, כי שטח פני השטח של הגוף שלהם הוא גדול בהשוואה לגודל הכולל שלהם. כדי לשמור על טמפרטורת הגוף שלהם בטווח הנורמלי, הם חייבים להשקיע יותר אנרגיה לעומת בעל חיים גדול יותר. הדבר נכון במיוחד עבור ציפורים ששומרות על טמפרטורות גוף גבוהות יותר בהשוואה ליונקים.

למרבה הצער, טרפור אינו פתרון מושלם לשרוד בתנאים הקרים, שכן הוא מגיע עם מחלוקות, כגון סיכון גבוה יותר להפוך לארוחת צהריים של בעל חיים אחר.

הסתגלות זה עזרה

באופן לא מפתיע, בעלי חיים פיתחו הסתגלויות אחרות עבור בליה בחודשי החורף.

מינים של חיות בר בקווי הרוחב הצפוניים נוטים להיות בעלי גוף גדול יותר עם נספחים קטנים יותר מאשר קרוביהם הקרובים יותר לאזור הטרופי. לבעלי חיים רבים יש התנהגויות מפותחות כדי לעזור להם להכות את הקור: רעייה, גינוי, חפר, ו roosting בחללים הם כל הגנות טובות. וכמה בעלי חיים חווים שינויים פיזיולוגיים עם גישות החורף, בניית שומרי שומן, גידול פרווה עבה יותר, וכן לכידת שכבת בידוד של אוויר על העור מתחת לפרווה או נוצות.

הטבע פיתח טריקים מסודרים אחרים כדי לעזור לבעלי חיים שונים להתמודד עם תנאים, כי אנשים, למשל, לא יוכל לסבול.

האם תהית אי פעם איך אווזים יכול להופיע כדי לעמוד בנוחות על קרח או סנאים בשלג ברגליים היחפות שלהם? הסוד הוא הקרבה של העורקים והורידים בגפיים שלהם שיוצר שיפוע של ההתחממות והקירור. כאשר הדם מהלב עובר אל בהונות, החום מהעורק עובר לווריד הנושא דם קר מן הבהונות אל הלב. זה חילופי חום זרם חילופין מאפשר הליבה של הגוף להישאר חם תוך הגבלת אובדן החום כאשר הגפיים הם קרים, אבל לא כל כך קר, כי נזק לרקמות מתרחשת. מערכת יעילה זו משמשת ציפורים יבשתיות ויונקים רבים, ואפילו מסבירה כיצד מתרחשת החלפת החמצן בזיגים של דגים.

אם כבר מדברים על דגים, איך הם לא להקפיא מבפנים החוצה במים הקפואים? למרבה המזל, קרח צף כי המים צפופים ביותר כמו נוזל, המאפשר דגים לשחות בחופשיות בטמפרטורות לא קפוא למדי מתחת למשטח מיוצר. בנוסף, דגים עשויים לחסר את קולטן חישה קר משותף של בעלי חוליות אחרים. הם עושים, עם זאת, יש אנזימים ייחודיים המאפשרים פונקציות פיזיולוגיות להמשיך בטמפרטורות קרות יותר. באזורי הקוטב, דגים יש גם "חלבונים אנטיפריז" מיוחדים אשר נקשרים גבישי קרח בדם שלהם כדי למנוע התגבשות נרחב.

עוד נשק סודי ביונקים וציפורים בתקופות ארוכות של חשיפה קר הוא רקמת שומן חומה או "שומן חום", אשר עשיר במיטוכונדריה. אפילו אצל בני אדם, המבנים הסלולר האלה יכולים לשחרר אנרגיה כחום, תוך יצירת חום ללא התכווצויות שרירים וחוסר יעילות אנרגטית המעורבת ברעד, דרך אחרת שבה הגוף מנסה להתחמם. זה לא רועד הייצור החום כנראה מסביר מדוע אנשים אנקורג 'יכול בשביעות רצון ללבוש מכנסיים קצרים חולצות על 40 מעלות פרנהייט יום אביב.

כמובן, הגירה יכולה להיות אופציה - אם כי זה יקר במונחים של עלויות אנרגטיות עבור חיות בר, וכן כלכלית עבור אנשים שרוצים להתקרב אל קו המשווה.

כמין, לבני האדם יש יכולת להתאקלם במידה מסוימת - חלק מאתנו יותר מאחרים - אבל אנחנו לא מותאמים במיוחד לקור. אולי בגלל זה קשה להסתכל מהחלון ביום קפוא, ולא להרגיש רע בשביל סנאי שמוטלטל ברוח החורפת מבעד לפרווה. אולי לעולם לא נדע אם בעלי חיים חרדים בחורף - קשה לאמוד את החוויה הסובייקטיבית שלהם. אבל חיות בר יש מגוון של אסטרטגיות לשפר את יכולתם לעמוד בפני הקור, ולוודא שהם חיים לראות באביב אחר.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי ברידג'ט בייקר. קרא את המאמר המקורי כאן.