Pielāgošanās aukstumam un aklimatizācija ir divu veidu pielāgojumi, ko dzīvo organismi veic, mainoties apkārtējās vides temperatūrai. Gan adaptācija, gan aklimatizācija nodrošina organismu izdzīvošanu indivīda un iedzīvotāju līmenī.
Temperatūras izmaiņas, pat daži grādi, dzīvniekam var nozīmēt atšķirību starp dzīvību un nāvi. Piemēram, kad saule noriet aiz mākoņa un izraisa tikai divu grādu temperatūras pazemināšanos, mušu kustība palēninās.
Kopumā ir pieejami divi fizioloģiski mehānismi, lai pielāgotu aukstumu. Vispirms ir stratēģiju izmantošana ķermeņa siltuma saglabāšanai. Otrais - ķermeņa siltuma veidošanās, vielmaiņas ceļā sadedzinot pārtiku degvielai.
Dažreiz pielāgošanās aukstumam ir pēkšņa reakcija
Dzīvnieki regulē ķermeņa temperatūru, saskaroties ar pēkšņu temperatūras pazemināšanos. Šim nolūkam viņi piedāvā virkni refleksu reakciju, ko nodrošina ādas aukstuma receptori, un to funkcija ir saglabāt siltumu. Vissvarīgākie no tiem ir:
- Perifēro asinsvadu sašaurināšanās.
- Dzīvnieka spalvu vai spalvu erekcija.
- Trīce nelielās kustībās, kas rada siltumu, tērējot enerģiju.
- Atklātās virsmas laukuma samazināšana, pieņemot saliektu stāju.
Ja iepriekš minētie adaptīvie šķēršļi nespēj tikt galā ar aukstumu, organisms palielinās bazālo vielmaiņas ātrumu, lai saglabātu ķermeņa temperatūru. Tie ir milzīgi enerģijas izdevumi.
Pielāgošanās aukstumam var būt arī grupa
Ir interesanti to zināt ir unikāli uzvedības pielāgojumi, ko izmanto Antarktikas dzīvnieki lai izdzīvotu bargo ziemu. Piemēram, imperatora pingvīni veido lielas kolonijas.
Pingvīnu tuvums ne tikai reaģē uz nepieciešamību dalīties ķermeņa siltumā, bet arī aizsargā viņus no vēja ietekmes. Ziņkārīgs fakts ir tas, ka pingvīni kolonijā tie pārmaiņus ieņem pirmo līniju, kas pārtrauc vēju.
Pastāv atšķirības starp aklimatizāciju un pielāgošanos aukstumam
Tā kā šos terminus var sajaukt, mēs uzskatām, ka ir būtiski uzsvērt to atšķirības. Aklimatizācija ir korekciju summa, kas seko atkārtotai un ilgstošai zemas temperatūras iedarbībai, tas ir, tas ir pagaidu process.
Otrkārt, pielāgošanās aukstumam ir izveidota tikai pēc daudzām paaudzēm un pakļaujas dabiskās atlases procesam. Tādējādi, lai gan aklimatizācijas iedarbības laiks dažādām sugām ir atšķirīgs, tas parasti notiek divu līdz sešu nedēļu laikā.
Kas vēl, kad temperatūra paaugstinās, fizioloģiskās aklimatizācijas korekcija tiek mainīta. Turpretī adaptācija ir pakāpenisks, ilgstošs un neatgriezenisks process, kas dzīviem organismiem parāda pielāgošanos jaunajai videi nenoteiktā laika periodā.
Auksti pielāgojumi: raksturīgo pazīmju pasaule
Kad esam definējuši atšķirības starp adaptāciju un aklimatizāciju, ir pienācis laiks novērot dažus šīs adaptīvās parādības piemērus dzīvnieku valstībā.
Biezs kažoks: ļoti efektīva pielāgošanās aukstumam
Polārie zīdītāji un putni fiziski pasargā sevi no aukstuma, audzējot ziemas apspalvojumu un kažokādas. Viņi arī sagatavo tauku slāni, lai novērstu siltuma zudumus. Daudziem dzīvniekiem ir vēja vai ūdensnecaurlaidīgs mētelis.
Atkal imperatora pingvīni ir ļoti labs piemērs tam. Šiem putniem ir četri zvīņveida spalvu slāņi. Slāņi pārklājas viens ar otru un tādējādi veido labu aizsardzību pret vēju, pat tādos ekstremālos apstākļos kā sniega vētra.
Mēteļa izolācijas īpašības ir atkarīgas no atsevišķu matu siltumvadītspējas un to kopējās spējas notvert gaisa slāni. Piemēram, ziemeļbriežos un karibu, katrs matiņš uz ārējās apvalka ir dobs un satur tūkstošiem gaisa piepildītu dobumu, kas atdalīti ar plānām starpsienām.
Biezi tauku slāņi, divējāda mērķa resurss
Vaļiem, roņiem un dažiem pingvīniem ir biezi blubberu slāņi. Šie slāņi darbojas kā izolācija, jo tie aiztur ķermeņa siltumu un neļauj tam izkliedēties vidū. Ietekme uz dzīvnieku ir līdzīga tam, kā ietin segu.
Dažiem dzīvniekiem aizsardzība tiek vēl vairāk uzlabota: tie spēj samazināt asins plūsmu taukaudos. Šī stratēģija ir ļoti efektīva, jo jo tālāk asinis atrodas no ādas virsmas, jo mazāk tiek zaudēts siltums.
Otrkārt, tauku slāņus var izmantot arī kā enerģijas rezervi vietās, kur ir maz resursu pārtikai. Piemēram, roņu tēviņi var iztikt no tauku krājumiem ziemas sezonā.
Aukstums uzliek arī mazas ekstremitātes
Bez šaubām, ķermeņa daļas, kas izvirzītas no dzīvnieka galvenā tilpuma, bieži vien ir pirmās vietas, kur ziemā jūtas auksti. Imperatora pingvīniem ir ļoti mazas kājas un spuras, kas nozīmē, ka tiem ir nepieciešams mazāk asiņu un tie zaudē siltumu.
No otras puses, sīkas ausis un astes ir vēl viena pielāgošanās aukstumam. Piemēram, Ilī radiniekā pica trusis (Ochotona iliensis), tā mazie pielikumi pretojas sasalšanai.
Pretstrāvas apmaiņa siltuma taupīšanai: brīnišķīgais tīkls
Jāatzīmē, ka neviens dzīvnieks - liels vai mazs - nevar pārklāt visu ķermeni ar izolējošu ādujo kājām, spurām un degunam ir jāatstāj brīva darbība. Tomēr, ja šīs ekstremitātes ļautu izplūst ķermeņa siltumam, daudzi dzīvnieki nevarētu izdzīvot aukstā klimatā.
Tādējādi kaija vai pīle, kas peld ledus ūdenī ātrāk zaudētu siltumu caur savītām kājām, nekā varētu to radīt. Turklāt karstās pēdas uz sniega to izkausētu, un dzīvnieka kājas drīz sasalst, un tas notraipītu fiksētā stāvoklī.
Saskaroties ar šo praktisko problēmu, daba ir izstrādājusi vienkāršu, bet efektīvu mehānismu siltuma zudumu samazināšanai. Ir par saglabājiet ekstremitātes vēsas, izmantojot brīnišķīgo tīkla zvanu. Īsāk sakot, pretplūsmas apmaiņa notiek mazu artēriju un vēnu tīklā, kas veidojas dzīvnieka stumbra un ekstremitātes krustojumā.
Šajā tīklā tuvu atrodas artērijas, kas siltās asinis nes uz ekstremitāti, un vēnas, kas atdzesē asinis. Tuvums mudina siltās arteriālās asinis nodot siltumu aukstām venozām asinīm, ļaujot saglabāt daļu ķermeņa siltuma.
Kā redzējām, dažādas mugurkaulnieku grupas ir daudzkārt pielāgojušās ekstremālām vides izmaiņām. Pateicoties viņiem, dažiem dzīvniekiem ir izdevies kolonizēt visneviesmīlīgāko un nelabvēlīgāko vidi uz Zemes.