Külmaga kohanemine ja aklimatiseerumine on kahte tüüpi kohandused, mida elusorganismid teevad keskkonna temperatuuri muutuste korral. Nii kohanemine kui ka aklimatiseerumine tagavad organismide ellujäämise üksikisiku ja rahvastiku tasandil.
Temperatuuri kõikumine, isegi paar kraadi, võib looma jaoks tähendada elu ja surma erinevust. Näiteks kui päike loojub pilve taha ja põhjustab temperatuuri languse vaid kahe kraadi võrra, kärbeste liikumine aeglustub.
Üldiselt on külma kohanemise kohandamiseks saadaval kaks füsioloogilist mehhanismi. Esiteks on kehasoojuse säilitamise strateegiate kasutamine. Teine, kehasoojuse tekitamine toidu metaboolse põletamise kaudu kütuseks.
Mõnikord on külma kohanemine äkiline reaktsioon
Loomad reguleerivad oma kehatemperatuuri äkilise temperatuuri languse korral. Selleks esitavad nad rea refleksreaktsioone, mida vahendavad naha külmad retseptorid ja nende ülesanne on säilitada soojust. Kõige olulisemad neist on:
- Perifeersete veresoonte ahenemine.
- Looma karvade või sulgede püstitamine.
- Värisemine väikeste liigutustega, mis tekitavad energiat kulutades soojust.
- Kokkupandud kehaasendi korral paljastatud pinna vähendamine.
Kui ülalnimetatud kohanemisbarjääride arv ei suuda külmaga toime tulla, suurendab keha kehatemperatuuri säilitamiseks oma baasainevahetust. See on tohutu energiakulu.
Külmaga kohanemine võib olla ka rühm
Seda on huvitav teada Antarktika loomad kasutavad ainulaadseid käitumuslikke kohandusi karmi talve üle elada. Näiteks keiserpingviinid moodustavad suuri kolooniaid.
Pingviinide vaheline lähedus mitte ainult ei vasta vajadusele jagada kehasoojust, vaid kaitseb neid ka tuule mõjude eest. Kummaline fakt on see, et koloonia pingviinid need vahelduvad tuult murdva esimese rea hõivamiseks.
Aklimatiseerumisel ja külmaga kohanemisel on erinevusi
Kuna neid termineid võib segi ajada, näeme nende erinevuste esiletoomist hädavajalikuna. Aklimatiseerumine on kohanduste summa, mis järgneb korduvale ja pikaajalisele kokkupuutele madalate temperatuuridega, see tähendab, et see on ajutine protsess.
Teiseks, kohanemine külmaga on loodud alles paljude põlvkondade pärast ja järgib loodusliku valiku protsessi. Seega, kuigi kokkupuuteaeg aklimatiseerumiseks on erinevatel liikidel erinev, toimub see tavaliselt vahemikus kaks kuni kuus nädalat.
Mis veel, kui temperatuur tõuseb, pööratakse füsioloogiline aklimatiseerumine ümber. Seevastu kohanemine on järkjärguline, pikaajaline ja pöördumatu protsess, mida elusorganismid näitavad, et kohaneda uue keskkonnaga määramata aja jooksul.
Külmkohanemised: iseloomulike tunnuste maailm
Kui oleme kohanemise ja aklimatiseerumise erinevused kindlaks määranud, on aeg jälgida selle kohanemisnähtuse teatud näiteid loomariigis.
Paks karvkate: väga tõhus külmaga kohanemine
Polaarsed imetajad ja linnud kaitsevad end füüsiliselt külma eest, kasvatades talvist sulestikku ja karusnahka. Samuti valmistavad nad ette rasva kihi, et vältida soojuskadu. Paljudel loomadel on tuule- või veekindel karvkate.
Jällegi on keiserpingviinid selle kohta väga hea näide. Nendel lindudel on neli kihti skaalasarnaseid sulgi. Kihid kattuvad üksteisega ja moodustavad seega hea kaitse tuule eest, isegi äärmuslikes tingimustes nagu lumetorm.
Karvkatte isoleerivad omadused sõltuvad üksikute karvade soojusjuhtivusest ja nende kollektiivsest võimest õhukiht kinni püüda. Näiteks põhjapõtrade ja karibu puhul on iga välisvilla karv õõnes ja sisaldab tuhandeid õhuga täidetud õõnsusi, mis on eraldatud õhukeste vaheseintega.
Paksud rasvakihid, kaheotstarbeline ressurss
Vaalad, hülged ja mõned pingviinid on paksude kihtidega. Need kihid toimivad isolatsioonina, kuna need püüavad kinni kehasoojuse ja takistavad selle hajumist keskel. Mõju loomale on analoogne tekiga mähkimise toiminguga.
Mõnedel loomadel on kaitset veelgi täiustatud: nad suudavad vähendada verevoolu rasvkoes. See strateegia on väga tõhus, sest mida kaugemale veri naha pinnalt jääb, seda vähem soojust kaob.
Teiseks saab rasvakihte kasutada ka energiavaruna kohtades, kus toiduks on vähe ressursse. Näiteks, isased elevandihülged võivad elada oma rasvavarudest talvehooajal.
Külm paneb peale ka väikesed jäsemed
Kahtlemata on looma põhimahust väljaulatuvad kehaosad sageli esimesed kohad, kus talvel külm tundub. Keiserpingviinidel on väga väikesed jalad ja uimed, mis tähendab, et nad vajavad vähem verd ja kaotavad vähem soojust.
Teisest küljest on väikesed kõrvad ja sabad veel üks külmaga kohanemine. Näiteks Ilí sugulasel pica küülikul (Ochotona iliensis), selle väikesed lisad taluvad külmumist.
Vastuvoolu vahetus soojuse säästmiseks: imeline võrk
Tuleb märkida, et ükski loom - suur või väike - ei suuda kogu keha isoleeriva nahaga kattakuna jalad, uimed ja nina tuleb jätta toimimiseks vabaks. Kui aga need jäsemed laseksid kehasoojusel välja pääseda, ei suudaks paljud loomad külmas kliimas ellu jääda.
Seega kajakas või part, kes ujub jäises vees kaotaksid soojust oma vööjalgade kaudu kiiremini, kui nad seda tekitada saaksid. Lisaks sulatavad kuumad jalad lumel selle ja looma jalad külmuvad peagi - see sündmus paneb ta fikseeritud asendisse kinni.
Selle praktilise probleemiga silmitsi seistes on loodus välja töötanud lihtsa, kuid tõhusa mehhanismi soojuskadude vähendamiseks. Umbes hoidke oma jäsemed jahedana, kasutades suurepärast võrgukõnet. Lühidalt öeldes toimub vastuvoolu vahetus väikeste arterite ja veenide võrgus, mis moodustuvad looma tüve ja jäseme ristmikul.
Selles võrgus asuvad arterid, mis kannavad sooja verd jäsemele, ja veenid, mis toovad tagasi jahtunud verd, vahetusse lähedusse. Lähedus julgustab sooja arteriaalset verd kandma oma soojust külmale veeniverele, võimaldades säilitada osa kehasoojusest.
Nagu nägime, on mitmesuguste selgroogsete rühmade jaoks kohandatud äärmuslikke keskkonnamuutusi. Tänu neile on mõnedel loomadel õnnestunud koloniseerida kõige ebasobivamad ja halvemad keskkonnad Maal.