Aj keď počasie vonku môže byť v zime strašne strašidelné, parka, pletená čiapka, vlnené ponožky, izolované topánky a možno aj revúci oheň spôsobujú, že to bude pre ľudí, ktorí žijú v chladnom podnebí, znesiteľné. Ale čo tá divá zver tam vonku? Nebudú mrznúť?
Každý, kto chodil so psom, keď sú teploty chladné, vie, že špičáky sa chvejú a uprednostnia studenú labku - čo čiastočne vysvetľuje rozmach v priemysle odevov pre domáce zvieratá. Ale chipmunks a kardináli nedostávajú módne plášte ani topánky.
V skutočnosti môže voľne žijúca zver podľahnúť omrzlinám a podchladeniu, rovnako ako ľudia a domáce zvieratá. V severných Spojených štátoch amerických sú nespútané chvosty vačcov bežnou obeťou vystavenia sa chladu. Každý tak často nezvyčajný výkyv chladu na Floride má za následok, že leguány padajú zo stromov a manatees umierajú zo studeného stresu.
Domáce zvieratá sú často vhodné na ochranu pred chladom. (Photology1971 / Shutterstock.com) Vyhýbanie sa prechladnutiu je dôležité na zachovanie života alebo končatín (alebo v prípade vačice, chvosta) a možnosti reprodukcie. Tieto biologické požiadavky znamenajú, že divá zver musí byť schopná cítiť sa zima, aby sa pokúsila vyhnúť škodlivým účinkom svojich extrémov. Druhy zvierat majú svoj vlastný ekvivalent k tomu, čo prežívajú ľudské bytosti, ako nepríjemné hryzenie zmiešané s pocitom špendlíkov a ihličiek, ktoré nás núti čo najskôr sa zahriať alebo mať následky. Mechanizmy nervového systému na snímanie rozsahu teplôt sú medzi všetkými stavovcami takmer rovnaké.
Jednou z zimných výziev pre teplokrvné zvieratá alebo endotermy, ako sú vedecky známe, je udržiavanie vnútornej teploty tela v chladných podmienkach. Je zaujímavé, že prahy snímania teploty sa môžu líšiť v závislosti od fyziológie. Napríklad chladnokrvná - to je ektotermická - žaba bude cítiť chlad začínajúci pri nižšej teplote v porovnaní s myšou. Najnovší výskum ukazuje, že hibernácie cicavcov, podobne ako trinásťrožná mletá veverička, necítia chlad, kým nie sú nižšie teploty ako endotermy, ktoré neregulujú.
Zvieratá teda vedia, keď je zima, len pri rôznych teplotách. Keď ortuť klesá, trpia divočinou alebo sa len sťahujú do ľadového toku?
Niektoré zvieratá nachádzajú chránené miesto, kde čakajú to najhoršie, ako je tento chipmunk. (Michael Himbeault / CC BY) Jedno riešenie: Spomalte a vyskúšajte
Mnoho endotermov so studenou klímou vykazuje torporu: stav zníženej aktivity. Vyzerajú, že spia. Pretože zvieratá schopné striedať sa medzi vnútornou reguláciou telesnej teploty a umožnením jej ovplyvniť životné prostredie, vedci ich považujú za „heterotermy“. V drsných podmienkach táto flexibilita ponúka výhodu nižšej telesnej teploty - pozoruhodne u niektorých druhov, dokonca pod Bod mrazu 32 stupňov Fahrenheita - to nie je kompatibilné s mnohými fyziologickými funkciami. Výsledkom je nižšia rýchlosť metabolizmu, a tým aj nižšia spotreba energie a potravín. Hibernácia je predĺžená verzia tóru.
Torpor má výhody z hľadiska úspory energie najmä pre voľne žijúce živočíchy s menším telom - netopiere, spevákov a hlodavce. Prirodzene strácajú teplo rýchlejšie, pretože povrch ich tela je v porovnaní s ich celkovou veľkosťou veľký. Aby si udržali svoju telesnú teplotu v normálnom rozmedzí, musia spotrebovať viac energie v porovnaní s väčším telom. To platí najmä pre vtáky, ktoré si udržiavajú vyššie priemerné telesné teploty v porovnaní s cicavcami.
Bohužiaľ, torpor nie je dokonalým riešením prežívajúcich chladných podmienok, pretože prichádza s kompromismi, ako je vyššie riziko, že sa stanú obedom iného zvieraťa.
Úpravy, ktoré pomáhajú
Prekvapivo sa u zvierat vyvinuli ďalšie úpravy na zvetrávanie v zimných mesiacoch.
Druhy voľne žijúcich živočíchov v severných zemepisných šírkach majú tendenciu byť väčšie a majú menšie prívesky ako ich najbližší príbuzní bližšie k trópom. Mnoho zvierat si vyvinulo správanie, ktoré im pomáha biť nachladnutie: pasenie, hnanie, hrabanie a hrabanie v dutinách sú dobrou obranou. A niektoré zvieratá zažívajú fyziologické zmeny, keď sa blížia zimy, vytvárajú tukové zásoby, rastie hustejšia srsť a zachytávajú izolačnú vrstvu vzduchu proti koži pod kožušinou alebo perím.
Veľké uši fenikelnej líšky by boli zodpovedné v chladnom podnebí, ako napríklad kde žije líška polárna. (Jonatan Pie / Unsplash a Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) Príroda vymyslela ďalšie úhľadné triky, aby pomohla rôznym zvieratám vyrovnať sa s podmienkami, ktoré by napríklad ľudia neboli schopní vydržať.
Premýšľali ste niekedy nad tým, ako sa husi môžu javiť pohodlne na ľade alebo veveričkách v snehu v bosých nohách? Tajomstvo je tesná blízkosť tepien a žíl v ich koncoch, ktorá vytvára gradient otepľovania a chladenia. Keď krv zo srdca putuje do prstov na nohách, teplo z tepny sa prenáša do žily, ktorá prenáša studenú krv z prstov späť do srdca. Táto protiprúdová výmena tepla umožňuje jadru tela zostať v teple a zároveň obmedzuje tepelné straty, keď sú končatiny studené, ale nie také studené, že dôjde k poškodeniu tkaniva. Tento efektívny systém používa veľa suchozemských a vodných vtákov a cicavcov a dokonca vysvetľuje, ako dochádza k výmene kyslíka v žiabroch rýb.
Keď už hovoríme o rybách, ako nezmrznú zvnútra von v ľadovej vode? Našťastie ľad plavá, pretože voda je najhustejšia ako tekutina, čo umožňuje, aby ryby voľne plávali v málo mrazivých teplotách pod spevneným povrchom. Ryby navyše môžu mať nedostatok chladiaceho receptora, ktorý by mali zdieľať iné stavovce. Majú však jedinečné enzýmy, ktoré umožňujú fyziologickým funkciám pokračovať pri nízkych teplotách. V polárnych oblastiach majú ryby dokonca špeciálne „protimrznúce proteíny“, ktoré sa viažu na kryštály ľadu v krvi, aby sa zabránilo rozšírenej kryštalizácii.
Kapor v čiastočne zamrznutom rybníku je v poriadku. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Ďalšou tajnou zbraňou cicavcov a vtákov počas dlhých období pôsobenia chladu je hnedé tukové tkanivo alebo „hnedý tuk“, ktorý je bohatý na mitochondrie. Dokonca aj u ľudí môžu tieto bunkové štruktúry uvoľňovať energiu ako teplo, vytvárať teplo bez svalových kontrakcií a energetickej neúčinnosti, ktorá sa vyskytuje pri trasení, čo je ďalší spôsob, ako sa telo snaží zahriať. Táto výroba tepla bez chvenia pravdepodobne vysvetľuje, prečo ľudia v Anchorage môžu spokojne nosiť kraťasy a tričká v jarný deň 40 stupňov Fahrenheita.
Migrácia môže byť samozrejme jednou z možností - hoci je to drahé z hľadiska energetických nákladov pre voľne žijúce zvieratá a finančne pre ľudí, ktorí chcú smerovať bližšie k rovníku.
Ako druh majú ľudské bytosti schopnosť sa do istej miery aklimatizovať - niektorí z nás viac ako iní -, ale nie sme nijako zvlášť dobre prispôsobení chladu. Možno to je dôvod, prečo je ťažké pozerať sa z okna na chladný deň a nie je to zlé pre veveričku, ktorá sa schovávala, keď zimný vietor bičuje kožušinu. Nikdy nebudeme vedieť, či sa zvieratá boja zimou - je ťažké odhadnúť ich subjektívny zážitok. Divoká zver však má celý rad stratégií, ktoré zlepšujú ich schopnosť odolávať chladu, aby sa presvedčili, že žijú a uvidia ďalšiu jar.
Tento článok bol pôvodne publikovaný na stránke The Conversation.
Bridget B. Baker, klinický veterinár a zástupca riaditeľa laboratória bojovníka pre vodné, translačné a environmentálne výskumy (WATER), Wayne State University
