Iako vrijeme ove zime zaista može biti grozno, parka, pleteni šešir, vunene čarape, izolirane čizme i možda vatrena vatra čine stvari podnošljivim za ljude koji žive u hladnim klimama. Ali što je sa svim divljim životinjama vani? Neće li se smrzavati?
Svatko tko je hodao svog psa kada su temperature hladne, zna da će očnjaci drhtati i favorizirati hladnu šapu - što dijelom objašnjava procvat u industriji odjeće za kućne ljubimce. Ali čipi i kardinali ne dobivaju moderan kaput ili plijen.
U stvari, divljina može podnijeti smrzavanju i hipotermiji, baš kao i ljudi i kućni ljubimci. U sjevernim Sjedinjenim Državama neobuzdani repovi opossuma uobičajena su žrtva izloženosti hladnoći. Svako toliko često neobično hladno pucanje na Floridi rezultira padom iguana s drveća i lanata koji umiru od hladnog stresa.
Kućnim ljubimcima često odgovara zaštita od hladnoće. (Photology1971 / Shutterstock.com) Izbjegavanje prehlade važno je za očuvanje života ili udova (ili, u slučaju opossuma, repa) i priliku za razmnožavanje. Ti biološki imperativi znače da divlje životinje moraju biti sposobne osjetiti hladnoću, kako bi se izbjegle štetne posljedice njenih krajnosti. Životinjske vrste imaju svoj ekvivalent onome što ljudska bića doživljavaju kao neugodno grickanje pomiješano s osjetom igle i iglica koji nas nagovara da se ugrijemo ili trpimo posljedice. Zapravo su mehanizmi živčanog sustava za osjetljivost različitih temperatura prilično isti kod svih kralježnjaka.
Jedan zimski izazov za toplokrvne životinje ili endoterme, kako je naučno poznato, jest održavanje unutarnje tjelesne temperature u hladnim uvjetima. Zanimljivo je da pragovi osjetljivosti na temperaturu mogu varirati ovisno o fiziologiji. Na primjer, hladnokrvna - to jest ektotermna - žaba će osjetiti hladnoću počevši od niže temperature u usporedbi s mišem. Najnovija istraživanja pokazuju da hibernacijski sisari, poput trinaestocrte zemljane vjeverice, ne osjećaju hladnoću do nižih temperatura od endotermi koje ne hiberniraju.
Tako životinje znaju kada je hladno, samo pri različitim temperaturama. Kad živa pada, trpe li divlje životinje ili tek ide ledenim tokom?
Neke životinje nađu zaštićeno mjesto da pričekaju ono najgore od njega, poput ove čips. (Michael Himbeault / CC BY) Jedno rješenje: usporite i odjavite se
Mnogi endotermi hladne klime pokazuju potporu: stanje smanjene aktivnosti. Izgledaju kao da spavaju. Budući da životinje sposobne od torpora izmjenjuju se unutarnjom regulacijom tjelesne temperature i dopuštaju okolišu da utječe na nju, znanstvenici ih smatraju "heterotermama". Tijekom oštrih uvjeta, ova fleksibilnost nudi prednost nižoj tjelesnoj temperaturi - osobito kod nekih vrsta, čak i ispod Točka smrzavanja od 32 stupnja Fahrenheita - to nije kompatibilno s mnogim fiziološkim funkcijama. Rezultat je niža metabolička stopa, a samim tim i niža potreba za energijom i hranom. Hibernacija je produljena verzija torpora.
Torpor ima koristi u očuvanju energije posebno za manje životinje divljeg tijela - misaone šišmiše, ptice pjesme i glodavce. Oni prirodno brže gube toplinu, jer je površina njihova tijela velika u odnosu na njihovu ukupnu veličinu. Da bi održali tjelesnu temperaturu u normalnim granicama, oni moraju trošiti više energije u usporedbi sa životinjom veće tjelesnosti. To se posebno odnosi na ptice koje održavaju višu prosječnu tjelesnu temperaturu u odnosu na sisavce.
Nažalost, torpor nije savršeno rješenje za preživljavanje frigidnih uvjeta, jer dolazi do kompromisa, poput većeg rizika da postanu ručak druge životinje.
Prilagodbe koje pomažu
Ne iznenađuje da su životinje razvile druge prilagodbe za vremenske uvjete tijekom zimskih mjeseci.
Životinjske vrste na sjevernim širinama obično su veće građe s manjim prilozima nego njihovi bliski rođaci bliži tropima. Mnoge su životinje evoluirale u ponašanju kako bi im pomogle u prevladavanju prehlade: stada, popuštanje, ukopavanje i ukorijenjivanje u šupljinama sve su dobra obrana. I neke životinje doživljavaju fiziološke promjene kako se približava zima, grade rezerve masnoće, raste gušće krzno i hvatajući izolacijski sloj zraka uz kožu ispod krzna ili perja.
Velike uši lisičje lisice predstavljale bi odgovornost u hladnoj klimi poput mjesta gdje živi arktička lisica. (Jonatan Pie / Unsplash i Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) Priroda je izmislila druge uredne trikove kako bi pomogla raznim životinjama da se nose s uvjetima koje, primjerice, ljudi ne bi mogli podnijeti.
Jeste li se ikad zapitali kako mogu izgledati da guske stoje udobno na ledu ili vjeverice u snijegu bosih nogu? Tajna je u blizini blizine arterija i vena u njihovim krajnicima što stvara gradijent zagrijavanja i hlađenja. Dok krv iz srca putuje nožnim prstima, toplina iz arterije se prenosi u venu noseći hladnu krv s nožnih prstiju prema natrag u srce. Ta protočna izmjena topline omogućuje jezgri tijela da ostane topla, ograničavajući gubitak topline kad su ekstremiteti hladni, ali ne toliko hladni da dođe do oštećenja tkiva. Ovaj učinkoviti sustav koriste mnoge kopnene i vodene ptice i sisavci, pa čak i objašnjavaju kako dolazi do izmjene kisika u škrge ribama.
Kada govorimo o ribama, kako se oni iznutra ne smrzavaju u ledenoj vodi? Srećom, led lebdi jer je voda najgušća poput tekućine, omogućavajući ribama da slobodno plivaju u ne baš ugodnim temperaturama ispod očvršćene površine. Pored toga, ribama može nedostajati receptora za osjet hladnoće koje dijele drugi kralježnjaci. Međutim, oni imaju jedinstvene enzime koji omogućuju da se fiziološke funkcije nastave pri nižim temperaturama. U polarnim regijama ribe čak imaju posebne "proteine protiv smrzavanja" koji se vežu na ledene kristale u krvi kako bi spriječili široku kristalizaciju.
Šaran u djelomično smrznutom ribnjaku ide dobro. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Drugo tajno oružje kod sisavaca i ptica tijekom dugog razdoblja hladnoće je smeđe masno tkivo ili "smeđa mast" koja je bogata mitohondrijama. Čak i kod ljudi, ove stanične strukture mogu oslobađati energiju kao toplinu, stvarajući toplinu bez mišićnih kontrakcija i energetske neučinkovitosti uključene u drhtanje, još jedan način na koji se tijelo pokušava zagrijati. Ova neiskrena proizvodnja topline vjerojatno objašnjava zašto ljudi u Anchorageu mogu slobodno nositi kratke hlače i majice za proljetni dan od 40 stupnjeva Fahrenheita.
Naravno, migracija može biti opcija - iako je skupa s obzirom na energetske troškove za divlje životinje, a financijski za ljude koji se žele uputiti bliže ekvatoru.
Kao vrsta, ljudska bića imaju sposobnost aklimatizacije u određenoj mjeri - neke od nas više nego druge -, ali nismo posebno hladno prilagođeni. Možda je zato hladnog dana teško pogledati kroz prozor i ne osjećati se loše za vjevericu koja se naginje dolje dok zimski vjetar vire kroz krzno. Nikad nećemo znati jesu li životinje uvredljive zimi - teško je procijeniti svoje subjektivno iskustvo. Ali divlje životinje imaju raznovrsne strategije koje poboljšavaju njihovu sposobnost da izdrže hladnoću, osiguravajući da žive dočekajući drugo proljeće.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Bridget B. Baker, klinički veterinar i zamjenica ravnatelja Laboratorija za ratne vode, translacijska i istraživanja okoliša (WATER), Državno sveučilište Wayne
