Medtem ko lahko to zimo vreme zunaj resnično prestraši, parka, pleteni klobuk, volnene nogavice, izolirani škornji in morda ropotajoč ogenj naredijo stvari nosljive za ljudi, ki živijo v hladnih podnebjih. Kaj pa vse divjadi tam? Ne bodo zamrznili?
Vsakdo, ki je sprehajal svojega psa, ko so temperature hladne, ve, da se bodo pasji tresli in favorizirali hladno šapo - kar deloma pojasnjuje razcvet v industriji oblačil za hišne živali. Toda čipi in kardinali ne dobijo modnih plaščev ali čevljev.
Pravzaprav lahko divjad podleže ozeblinam in hipotermiji, tako kot ljudje in hišni ljubljenčki. V severnih Združenih državah Amerike so nezaupljivi repi opossuma pogosta žrtev izpostavljenosti mrazu. Vsak tako nenavaden prehlad na Floridi povzroči, da iguane padajo z dreves in manate umirajo od hladnega stresa.
Hišni ljubljenčki so pogosto primerni za zaščito pred mrazom. (Photology1971 / Shutterstock.com) Izogibanje mrazu je pomembno za ohranitev življenja ali okončine (ali v primeru, da je opossum, rep) in možnost razmnoževanja. Ti biološki imperativi pomenijo, da mora biti divjad sposobna občutiti mraz, da bi se skušala izogniti škodljivim učinkom njenih skrajnosti. Živalske vrste so enakovredne človeškim bitjem kot tisto neprijetno grizenje, pomešano z občutkom zatičev in igel, ki nas nagovarja, da se kmalu ogrejemo ali trpimo posledice. Dejansko so mehanizmi živčnega sistema za zaznavanje temperatur precej enaki med vsemi vretenčarji.
Zimski izziv toplokrvnih živali ali endoterm, kot je znanstveno znano, je, da ohranijo svojo telesno temperaturo v hladnih razmerah. Zanimivo pa je, da se temperaturni pragovi lahko razlikujejo glede na fiziologijo. Na primer, hladnokrvna - torej ektotermna - žaba bo začutila mraz, začenši pri nižji temperaturi v primerjavi z mišjo. Nedavne raziskave kažejo, da prezimljivi sesalci, kot trinajst podstavljena zemeljska veverica, ne občutijo prehlada do nižjih temperatur kot endoterme, ki ne prezimijo.
Tako živali vedo, kdaj je mraz, samo pri različnih temperaturah. Ko živo srebro pade, trpijo prostoživeče živali ali gre samo z ledenim tokom?
Nekatere živali najdejo zaščiteno mesto, da počakajo najhujše, kot je ta čičerka. (Michael Himbeault / CC BY) Ena rešitev: upočasnite se in odjavite se
Številni endotromi hladnega podnebja so izpostavljeni močnemu stanju: stanje zmanjšane aktivnosti. Videti so, kot da spijo. Znanstveniki menijo, da živali, ki so sposobne za hlapljenje, medsebojno uravnavajo svojo telesno temperaturo in omogočajo okolju, da vpliva nanjo. "V težkih pogojih ta prednost nudi nižjo telesno temperaturo - pri nekaterih vrstah je celo izrazito 32 stopinj ledišča Fahrenheita - to ni združljivo s številnimi fiziološkimi funkcijami. Rezultat je nižja hitrost presnove, s tem pa tudi nižja poraba energije in hrane. Hibernacija je podaljšana različica podpor.
Torpor ima koristi za ohranjanje energije, zlasti za manjše divje živali - miselne netopirje, ptice pesmi in glodalce. Seveda hitreje izgubijo toploto, ker je površina njihovega telesa velika v primerjavi s njihovo velikostjo. Za vzdrževanje telesne temperature v normalnih mejah morajo porabiti več energije v primerjavi z živaljo večjega telesa. To še posebej velja za ptice, ki ohranjajo višjo povprečno telesno temperaturo v primerjavi s sesalci.
Na žalost torpor ni odlična rešitev za preživetje hladnih razmer, saj prihaja do kompromisov, kot je večje tveganje, da postanejo kosilo druge živali.
Prilagoditve, ki pomagajo
Presenetljivo je, da so živali razvile druge prilagoditve za vremenske vplive zimskih mesecev.
Vrste divjih živali na severnih širinah imajo ponavadi večje telo z manjšimi prilogami kot njihovi bližnji sorodniki bližje tropom. Mnoge živali so se razvile v vedenju, da bi jim pomagale premagati prehlad: črede, razbijanje, zakopavanje in zakoreninjenje v votlinah so vse dobre zaščite. In nekatere živali doživljajo fiziološke spremembe, ko se zima približuje, gradijo maščobne rezerve, rastejo debelejše krzno in se prilepijo na kožo pod krznom ali perjem izolacijski sloj zraka.
Velika ušesa lisice fennec bi bila odgovornost v hladnem podnebju, kot živi arktična lisica. (Jonatan Pie / Unsplash in Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) Narava je zasnovala druge čedne trike, s katerimi bi pomagala različnim živalim pri soočanju s pogoji, ki jih ljudje na primer ne bi mogli vzdržati.
Ste se že kdaj vprašali, kako se zdi, da gosi udobno stojijo na ledu ali veverice v snegu na bosih nogah? Skrivnost je v neposredni bližini arterij in žil v njihovih okončinah, ki ustvarja gradient segrevanja in hlajenja. Ko kri iz srca potuje do prstov, se toplota iz arterije prenaša v veno, ki nosi hladno kri iz prstov nazaj v srce. Ta protiturna izmenjava toplote omogoča, da jedro telesa ostane toplo, hkrati pa omejuje izgubo toplote, ko so okončine hladne, vendar ne tako hladne, da bi prišlo do poškodbe tkiva. Ta učinkovit sistem uporabljajo številne kopenske in vodne ptice in sesalci in celo razlaga, kako poteka izmenjava kisika v škrge rib.
Kako že govorim o ribah, kako ne zmrznejo od znotraj navzven v ledeni vodi? Na srečo led lebdi, ker je voda najbolj gosta kot tekočina, ki ribi omogoča prosto plavanje v ne tako zmrzovalnih temperaturah pod utrjeno površino. Poleg tega ribe morda nimajo hladno-občutljivih receptorjev, ki jih imajo drugi vretenčarji. Imajo pa edinstvene encime, ki omogočajo nadaljevanje fizioloških funkcij pri hladnejših temperaturah. V polarnih regijah imajo ribe celo posebne proteine proti zmrzovanju, ki se v krvi vežejo na ledene kristale, da preprečijo široko kristalizacijo.
Krapi v delno zmrznjenem ribniku delajo dobro. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Drugo skrivno orožje pri sesalcih in pticah v daljšem obdobju izpostavljenosti mrazu je rjavo maščobno tkivo ali "rjava maščoba", ki je bogata z mitohondriji. Tudi pri ljudeh lahko te celične strukture sproščajo energijo kot toploto, ustvarjajo toploto brez krčenja mišic in energetske neučinkovitosti, ki sodelujejo pri tresenju, še en način, ki ga telo poskuša segrevati. Ta proizvodnja toplote, ki se ne trese, verjetno pojasnjuje, zakaj lahko ljudje v Anchorageu na pomladanski dan 40 stopinj Fahrenheita zadovoljno nosijo kratke hlače in majice.
Seveda je migracija lahko opcija - čeprav je energetska cena divjih živali draga, finančno pa za ljudi, ki se želijo približati ekvatorju.
Kot vrsta se človeška bitja lahko do neke mere aklimatizirajo - nekateri od nas bolj kot drugi -, vendar nismo posebej hladno prilagojeni. Mogoče je zato v hladnem dnevu težko pogledati skozi okno in se ne bi počutilo slabo, če bi se veverica priganjala navzdol, ko zimski veter pika skozi kožuh. Morda nikoli ne bomo vedeli, ali se živali bojijo zime - težko je presoditi svojo subjektivno izkušnjo. Toda prostoživeče živali imajo različne strategije, ki izboljšujejo njihovo sposobnost, da prenesejo mraz, s čimer poskrbijo, da bodo živele do druge pomladi.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Bridget B. Baker, klinična veterinarka in namestnica direktorja laboratorija za bojne vodne, prevajalske in okoljske raziskave (WATER), Warne State University
