I když počasí venku může být letos v zimě strašidelné, parka, pletená čepice, vlněné ponožky, izolované boty a možná řvoucí oheň způsobí, že to bude pro lidi, kteří žijí v chladném podnebí, nesnesitelné. Ale co ta divoká zvěř tam? Nebudou mrznout?
Každý, kdo chodil se svým psem, když jsou teploty chladné, ví, že špičáky se chvějí a upřednostňují studenou tlapu - což částečně vysvětluje rozmach v průmyslu domácího oblečení. Ale chipmunkové a kardinálové nedostávají módní kabáty ani botičky.
Ve skutečnosti může volně žijící zvířata podlehnout omrzlinám a podchlazení, stejně jako lidé a domácí zvířata. V severních Spojených státech jsou nespoutané ocasy vačice běžnou obětí vystavení chladu. Každý tak často neobvyklý chladný výkyv na Floridě vede k tomu, že leguány padají ze stromů a manátové umírají na studený stres.
Domácí mazlíčci jsou často chráněni před chladem. (Photology1971 / Shutterstock.com) Vyhýbání se chladu je důležité pro zachování života nebo končetin (nebo, v případě vačice, ocasu) a příležitosti k reprodukci. Tyto biologické imperativy znamenají, že divoká zvěř musí být schopna cítit se chladem, aby se pokusila vyhnout škodlivým účinkům svých extrémů. Druhy zvířat mají svůj vlastní ekvivalent k tomu, co prožívají lidské bytosti, jako nepříjemné kousání smíchané s pocity jehličí a jehliček, které nás nutí, abychom se brzy zahřáli nebo utrpěli následky. Mechanismy nervového systému pro snímání rozsahu teplot jsou ve skutečnosti téměř stejné u všech obratlovců.
Jednou z zimních výzev pro teplokrevné živočichy nebo endotermy, jak jsou vědecky známa, je udržování jejich vnitřní tělesné teploty v chladných podmínkách. Je zajímavé, že prahové hodnoty pro snímání teploty se mohou lišit v závislosti na fyziologii. Například chladnokrevná - tj. Ektotermická - žába bude cítit chlad začínající při nižší teplotě ve srovnání s myší. Nedávný výzkum ukazuje, že hibernační savci, stejně jako třináctičlenná veverka, necítí chlad, dokud nebudou nižší teploty než endotermy, které neuspokojí.
Takže zvířata vědí, kdy je zima, jen při různých teplotách. Když rtuť klesne, trpí divoká zvěř nebo jen jde s ledovým tokem?
Některá zvířata nacházejí chráněné místo, kde čekají to nejhorší, jako je tento chipmunk. (Michael Himbeault / CC BY) Jedno řešení: Zpomalte a podívejte se
Mnoho endotermů se studeným klimatem vykazuje torporu: stav snížené aktivity. Vypadají, jako by spali. Protože zvířata, která jsou schopna torporat, se střídají mezi vnitřní regulací své tělesné teploty a umožněním prostředí, aby ji ovlivňovala, vědci je považují za „heterotermy“. V drsných podmínkách tato flexibilita nabízí výhodu nižší tělesné teploty - pozoruhodně u některých druhů, dokonce pod úrovní Bod mrazu 32 stupňů Fahrenheita - to není kompatibilní s mnoha fyziologickými funkcemi. Výsledkem je nižší rychlost metabolismu, a tím nižší spotřeba energie a potravin. Hibernace je prodloužená verze torporu.
Torpor má výhody z hlediska úspory energie zejména pro divokou zvěř menšího těla - netopýry, zpěvné ptáky a hlodavce. Přirozeně ztrácí teplo rychleji, protože povrch jejich těla je ve srovnání s jejich celkovou velikostí velký. Aby si udrželi svou tělesnou teplotu v normálním rozmezí, musí vynakládat více energie ve srovnání s větším tělem. To platí zejména pro ptáky, kteří udržují vyšší průměrnou tělesnou teplotu ve srovnání se savci.
Bohužel, torpor není dokonalým řešením přežívajících mrazivých podmínek, protože přichází s kompromisy, jako je vyšší riziko, že se stane obědem jiného zvířete.
Úpravy, které pomáhají
Není překvapením, že zvířata si během zimních měsíců vyvinula další přizpůsobení pro zvětrávání.
Druhy volně žijících živočichů v severních šířkách bývají větší a mají menší přívěsky než jejich blízcí příbuzní blíže k tropům. Mnoho zvířat si vyvinulo chování, aby jim pomohlo porazit chlad: pasení, denning, doupě a hnízdení v dutinách jsou dobrá obrana. A některá zvířata zažívají fyziologické změny, když se blíží zima, budují tukové zásoby, rostou silnější srsti a zachycují izolační vrstvu vzduchu proti kůži pod kožešinou nebo peřím.
Velké uši lišky fenikové by v chladném podnebí odpovídaly tomu, kde žije liška polární. (Jonatan Pie / Unsplash a Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) Příroda vymyslela další úhledné triky, aby pomohla různým zvířatům vypořádat se s podmínkami, které by například lidé nemohli vydržet.
Přemýšleli jste někdy, jak se husy mohou zdát pohodlně stát na ledu nebo veverkách ve sněhu v bosých nohou? Tajemství je těsná blízkost tepen a žil v jejich koncích, která vytváří gradient oteplování a chlazení. Jak krev ze srdce putuje k prstům na nohou, teplo z tepny se přenáší do žíly, která nese studenou krev z prstů zpět do srdce. Tato protiproudá výměna tepla umožňuje jádru těla zůstat v teple, zatímco omezuje tepelné ztráty, když jsou končetiny studené, ale ne tak chladné, že dochází k poškození tkáně. Tento účinný systém používá mnoho suchozemských a vodních ptáků a savců a dokonce vysvětluje, jak dochází k výměně kyslíku v rybích žábrách.
Když už mluvíme o rybách, jak nezmrznou zevnitř ven v ledové vodě? Naštěstí se vznáší led, protože voda je nejhustší jako kapalina, díky čemuž mohou ryby volně plavat za nepříliš mrazivých teplot pod zpevněným povrchem. Kromě toho mohou ryby postrádat chladicí senzory, které jsou sdíleny jinými obratlovci. Mají však jedinečné enzymy, které umožňují fyziologickým funkcím pokračovat při nižších teplotách. V polárních oblastech mají ryby dokonce speciální „nemrznoucí bílkoviny“, které se v krvi váží na ledové krystaly, aby se zabránilo rozšířené krystalizaci.
Kapr v částečně zamrzlém rybníku je v pořádku. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Další tajnou zbraní u savců a ptáků po dlouhou dobu studené expozice je hnědá tuková tkáň nebo „hnědý tuk“, který je bohatý na mitochondrie. Dokonce iu lidí mohou tyto buněčné struktury uvolňovat energii jako teplo, vytvářející teplo bez svalových kontrakcí a energetické neefektivity spojené s chvěním, což je další způsob, jak se tělo snaží zahřát. Tato výroba tepla bez chvění pravděpodobně vysvětluje, proč lidé v Anchorage mohou spokojeně nosit kraťasy a trička na jarní den 40 stupňů Fahrenheita.
Migrace může být samozřejmě alternativou - i když je to drahé z hlediska energetických nákladů pro volně žijící zvířata a finančně pro lidi, kteří chtějí zamířit blíže k rovníku.
Jako druh mají lidské bytosti schopnost se do určité míry aklimatizovat - někteří z nás více než jiní - ale nejsme nijak zvlášť přizpůsobeni chladu. Možná proto je obtížné dívat se z okna za mrazivého dne a necítit se špatně pro veverku, která se schovávala, když zimní vítr bičuje skrz její srst. Možná nikdy nebudeme vědět, jestli zvířata děsí zimu - je obtížné posoudit jejich subjektivní zážitek. Ale volně žijící zvířata mají celou řadu strategií, které zlepšují jejich schopnost odolávat chladu, aby se ujistili, že žijí, aby viděli další jaro.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Bridget B. Baker, klinický veterinární lékař a zástupce ředitele laboratoře válečného vodního, translačního a environmentálního výzkumu (WATER), Wayne State University
