Prisitaikymas prie šalčio ir aklimatizacija yra dviejų tipų koregavimai, kuriuos gyvi organizmai atlieka pasikeitus aplinkos temperatūrai. Tiek prisitaikymas, tiek aklimatizacija užtikrina organizmų išlikimą individo ir gyventojų lygiu.
Temperatūros svyravimai, net keli laipsniai, gali reikšti skirtumą tarp gyvybės ir mirties gyvūnui. Pavyzdžiui, kai saulė leidžiasi už debesies ir temperatūra nukrinta vos dviem laipsniais, musių judėjimas sulėtėja.
Apskritai yra du fiziologiniai mechanizmai, skirti prisitaikyti prie šalčio. Pirmas yra kūno šilumos išlaikymo strategijų naudojimas. Antrasis - kūno šilumos susidarymas metaboliniu būdu deginant maistą degalams.
Kartais prisitaikymas prie šalčio yra staigus atsakas
Gyvūnai reguliuoja savo kūno temperatūrą, kai susiduria su staigiu temperatūros kritimu. Tam jie pateikia daugybę refleksinių reakcijų, kurias sukelia šalčio receptoriai odoje, o jų funkcija yra išsaugoti šilumą. Svarbiausi yra šie:
- Periferinių kraujagyslių susiaurėjimas.
- Gyvūno plaukų ar plunksnų erekcija.
- Drebulys mažais judesiais, sukuriantis šilumą eikvojant energiją.
- Atviro paviršiaus ploto sumažinimas, kai laikomasi sulenktos laikysenos.
Jei aukščiau paminėtų prisitaikančių barjerų nepajėgia atlaikyti šaltis, organizmas padidins bazinį medžiagų apykaitos greitį, kad išlaikytų kūno temperatūrą. Tai yra didžiulės energijos sąnaudos.
Prisitaikymas prie šalčio taip pat gali būti grupinis
Įdomu tai žinoti yra unikalių elgesio pritaikymų, kuriuos naudoja Antarkties gyvūnai išgyventi atšiaurią žiemą. Pavyzdžiui, imperatoriškieji pingvinai sudaro dideles kolonijas.
Artumas tarp pingvinų ne tik reaguoja į poreikį dalytis kūno šiluma, bet ir apsaugo juos nuo vėjo poveikio. Įdomus faktas yra tai, kad pingvinai kolonijoje jie pakaitomis užima pirmąją vėjo pertraukimo liniją.
Yra skirtumų tarp aklimatizacijos ir prisitaikymo prie šalčio
Kadangi šiuos terminus galima supainioti, manome, kad būtina pabrėžti jų skirtumus. Aklimatizacija yra koregavimų, kurie atsiranda po pakartotinio ir ilgo žemos temperatūros poveikio, suma, tai yra, tai laikinas procesas.
Antra, prisitaikymas prie šalčio nustatomas tik po daugelio kartų ir paklūsta natūralios atrankos procesui. Taigi, nors aklimatizacijos ekspozicijos laikas įvairiose rūšyse skiriasi, jis paprastai būna nuo dviejų iki šešių savaičių.
Kas daugiau, pakilus temperatūrai, fiziologinės aklimatizacijos koregavimas yra atvirkštinis. Priešingai, prisitaikymas yra laipsniškas, ilgalaikis ir negrįžtamas procesas, kurį gyvi organizmai parodo prisitaikyti prie naujos aplinkos per neapibrėžtą laikotarpį.
Šaltoji adaptacija: būdingų bruožų pasaulis
Nustačius adaptacijos ir aklimatizacijos skirtumus, laikas stebėti tam tikrus šio adaptacinio reiškinio pavyzdžius gyvūnų karalystėje.
Turėti storą kailį: labai efektyvus prisitaikymas prie šalčio
Poliariniai žinduoliai ir paukščiai fiziškai apsisaugo nuo šalčio, augindami žiemos plunksną ir kailį. Jie taip pat paruošia riebalų sluoksnį, kad būtų išvengta šilumos nuostolių. Daugelis gyvūnų turi vėjo ar vandeniui atsparų kailį.
Vėlgi, imperatoriškieji pingvinai yra labai geras to pavyzdys. Šie paukščiai turi keturis į skalę panašių plunksnų sluoksnius. Sluoksniai persidengia ir taip gerai apsaugo nuo vėjo, net ekstremaliomis sąlygomis, tokiomis kaip sniego audra.
Kailio izoliacinės savybės priklauso nuo atskirų plaukų šilumos laidumo ir jų bendrų sugebėjimų sulaikyti oro sluoksnį. Pavyzdžiui, šiauriniuose elniuose ir karibuose kiekvienas išorinės mantijos plaukas yra tuščiaviduris ir jame yra tūkstančiai oro pripildytų ertmių, atskirtų plonomis pertvaromis.
Stori riebalų sluoksniai, dvejopos paskirties ištekliai
Banginiai, ruoniai ir kai kurie pingvinai turi storus blubberio sluoksnius. Šie sluoksniai veikia kaip izoliacija, nes jie sulaiko kūno šilumą ir neleidžia jai pasklisti viduryje. Poveikis gyvūnui yra analogiškas apsivyniojimui antklode.
Kai kurių gyvūnų apsauga dar labiau patobulinta: jie gali sumažinti kraujo tekėjimą riebaliniame audinyje. Ši strategija yra labai efektyvi, nes kuo toliau kraujas nuo odos paviršiaus, tuo mažiau šilumos prarandama.
Antra, riebalų sluoksniai taip pat gali būti naudojami kaip energijos rezervas tose vietose, kuriose mažai išteklių maistui. Pavyzdžiui, ruonių patinai gali gyventi iš savo riebalų atsargų žiemos sezono metu.
Šaltis taip pat priverčia mažas galūnes
Be jokios abejonės, kūno dalys, išsikišusios iš pagrindinio gyvūno tūrio, dažnai yra pirmosios žiemos šalčio vietos. Imperatoriškieji pingvinai turi labai mažas kojas ir pelekus, tai reiškia, kad jiems reikia mažiau kraujo ir jie praranda mažiau šilumos.
Kita vertus, mažos ausys ir uodegos yra dar vienas prisitaikymas prie šalčio. Pavyzdžiui, Ili giminaitis pica triušis (Ochotona iliensis), jo maži priedai yra atsparūs užšalimui.
Priešpriešiniai mainai šilumai taupyti: nuostabus tinklas
Reikėtų pažymėti, kad joks gyvūnas - didelis ar mažas - negali uždengti viso kūno izoliacine odanes kojos, pelekai ir nosis turi būti laisvai veikti. Tačiau jei šios galūnės leistų ištrūkti kūno šilumai, daugelis gyvūnų negalėtų išgyventi šaltame klimate.
Taigi, žuvėdra ar antis, plaukianti lediniame vandenyje greičiau prarastų šilumą per savo raištines kojas, nei galėtų ją generuoti. Be to, karštos kojos ant sniego jį ištirpdytų, o gyvūno kojos netrukus užšaltų, o tai įstrigtų fiksuotoje padėtyje.
Susidūrusi su šia praktine problema, gamta sukūrė paprastą, bet veiksmingą šilumos nuostolių mažinimo mechanizmą. Yra apie naudokitės nuostabiu tinklo skambučiu, kad atvėsintumėte galūnes. Trumpai tariant, priešpriešiniai mainai vyksta mažų arterijų ir venų, susidarančių gyvūno kamieno ir galūnių sandūroje, tinkle.
Šiame tinkle arti yra arterijos, pernešančios šiltą kraują į galūnę, ir venos, kurios grąžina atvėsusį kraują. Artumas skatina šiltą arterinį kraują perkelti šilumą į šaltą veninį kraują, taip sutaupant dalį kūno šilumos.
Kaip matėme, įvairios stuburinių gyvūnų grupės prisitaiko prie ekstremalių aplinkos sąlygų. Jų dėka kai kuriems gyvūnams pavyko kolonizuoti pačią nesvetingiausią ir nepalankiausią aplinką Žemėje.