Адаптация к холоду и акклиматизация — это два типа приспособлений, которые живые организмы вносят при изменении температуры окружающей среды. И адаптация, и акклиматизация обеспечивают выживание организмов. на индивидуальном и популяционном уровне.
Изменение температуры, даже несколько градусов, может означать разницу между жизнью и смертью животного. Например, когда солнце садится за облако и температура падает всего на два градуса., движение мух замедляется.
В общем, есть два физиологических механизма, позволяющих регулировать адаптацию к холоду. Первый это использование стратегий для сохранения тепла тела. Во-вторых, выработка тепла телом за счет метаболического сжигания пищи в качестве топлива.
Иногда адаптация к холоду — это внезапная реакция
Животные регулируют температуру своего тела, когда сталкиваются с внезапным падением температуры. Для этого они представляют серию рефлекторных реакций, которые опосредуются рецепторами холода в коже, и их функция заключается в сохранении тепла. Наиболее важные из них:
- Сужение периферических кровеносных сосудов.
- Возведение волос или перьев животного.
- Тремор небольшими движениями, создающими тепло за счет расхода энергии.
- Уменьшение открытой площади поверхности при принятии позы свернувшись калачиком.
Если количество упомянутых выше адаптивных барьеров не может справиться с холодом, организм увеличит базальную скорость метаболизма, чтобы сохранить температуру тела. Это означает огромные затраты энергии.
Адаптация к холоду тоже может быть групповой.
Интересно знать, что существуют уникальные поведенческие адаптации, которые используют животные Антарктики пережить суровую зиму. Например, императорские пингвины образуют большие колонии.
Близость между пингвинами не только отвечает на потребность делиться теплом тела, но и защищает их от воздействия ветра. Любопытный факт: пингвины в колонии они чередуются для занятия первой линии, которая ломает ветер.
Есть различия между акклиматизацией и адаптацией к холоду.
Поскольку эти термины можно путать, мы считаем важным подчеркнуть их различия. Акклиматизация — это сумма приспособлений, которые происходят после многократного и длительного воздействия низких температур, то есть это временный процесс.
С другой стороны, адаптация к холоду устанавливается только через многие поколения и подчиняется процессу естественного отбора. Таким образом, хотя время воздействия для акклиматизации варьируется от одного вида к другому, обычно оно составляет от двух до шести недель.
Более того, как только температура повышается, настройка физиологической акклиматизации меняется на противоположную. Напротив, адаптация — это постепенный, длительный и необратимый процесс, который живые организмы демонстрируют, чтобы адаптироваться к новой среде в течение неопределенного периода времени.
Холодные адаптации: мир характерных черт
После того, как мы определили различия между адаптацией и акклиматизацией, пора рассмотреть некоторые примеры этого адаптивного феномена в животном мире.
Густая шерсть: очень эффективная адаптация к холоду.
Полярные млекопитающие и птицы физически защищаются от холода, выращивая зимнее оперение и мех. Они также подготавливают слой жира, чтобы предотвратить потерю тепла. Многие животные имеют непродуваемую или непромокаемую шерсть.
И снова императорские пингвины — очень хороший тому пример. У этих птиц четыре слоя чешуевидных перьев. Слои накладываются друг на друга и, таким образом, образуют хорошую защиту от ветра., даже в экстремальных условиях, таких как метель.
Изолирующие свойства покрытия зависят от теплопроводности отдельных волос и их совокупной способности удерживать слой воздуха. У северного оленя и карибу, например, каждый волос на внешней части мантии полый и содержит тысячи заполненных воздухом полостей, разделенных тонкими перегородками.
Толстые слои жира — ресурс двойного назначения
Киты, тюлени и некоторые пингвины имеют толстый слой жира. Эти слои действуют как изоляция, поскольку они улавливают тепло тела и не позволяют ему рассеиваться в середине. Воздействие на животное аналогично закутыванию себя в одеяло.
У некоторых животных защита дополнительно уточняется: способны уменьшать кровоток в жировой ткани. Эта стратегия очень эффективна, потому что чем дальше кровь от поверхности кожи, тем меньше тепла теряется.
Во-вторых, слои жира также можно использовать в качестве запаса энергии в местах с ограниченными ресурсами для еды. Например, самцы морского слона могут жить за счет своих жировых отложений в зимний сезон.
Холод также накладывает небольшие конечности
Без сомнения, части тела, которые выступают из основного объема животного, часто являются первыми местами, где зимой холодно. У императорских пингвинов очень маленькие ноги и плавники, это означает, что они требуют меньше крови и теряют меньше тепла.
С другой стороны, крошечные ушки и хвосты — еще одно приспособление к холоду. Например, у родственника кролика Ilí pica (Ochotona iliensis) его маленькие придатки сопротивляются замерзанию.
Противоточный обмен для сохранения тепла: прекрасная сеть
Следует отметить, что Ни одно животное — большое или маленькое — не может покрывать все свое тело изолирующей кожей, так как ноги, плавники и нос должны оставаться свободными. Однако, если бы эти конечности позволяли теплу от тела уходить, многие животные не смогли бы выжить в холодном климате.
Таким образом, чайка или утка плавают в ледяной воде. теряли бы тепло через перепончатые лапы быстрее, чем могли бы его генерировать. Кроме того, горячие лапы на снегу растопят его, и ноги животного вскоре замерзнут, что приведет к застреванию его в фиксированном положении.
Столкнувшись с этой практической проблемой, природа разработала простой, но эффективный механизм уменьшения потерь тепла. Около держите конечности в прохладе, воспользовавшись замечательным сетевым вызовом. Короче говоря, противоточный обмен происходит в сети мелких артерий и вен, которые образуются на стыке туловища и конечностей животного.
В этой сети артерии, несущие теплую кровь к конечности, и вены, возвращающие охлажденную кровь, расположены в непосредственной близости. Близость побуждает теплую артериальную кровь передавать тепло холодной венозной крови, позволяя сохранить часть тепла тела.
Как мы видели, различные группы позвоночных адаптируются к экстремальным изменениям окружающей среды по-разному. Благодаря им некоторым животным удалось заселиться в самых суровых и суровых условиях на Земле.
