Hladna prilagoditev in aklimatizacija sta dve vrsti prilagoditev, ki jih živi organizmi naredijo ob spremembah temperature okolja. Tako prilagajanje kot aklimatizacija zagotavljata preživetje organizmov na individualni in populacijski ravni.
Nihanje temperature, tudi za nekaj stopinj, lahko pomeni razliko med življenjem in smrtjo živali. Na primer, ko sonce zaide za oblak in povzroči padec temperature le za dve stopinji, gibanje muh se upočasni.
Na splošno obstajata dva fiziološka mehanizma za prilagajanje na hladno. Najprej je uporaba strategij za ohranjanje telesne toplote. Drugič, pridobivanje telesne toplote s presnovnim izgorevanjem hrane za gorivo.
Včasih je hladna prilagoditev nenaden odziv
Živali uravnavajo telesno temperaturo, ko se soočijo z nenadnim padcem temperature. Za to predstavljajo vrsto refleksnih odzivov, ki jih posredujejo hladni receptorji v koži in njihova funkcija je ohranjanje toplote. Najpomembnejši so:
- Zoženje perifernih krvnih žil.
- Erekcija živalske dlake ali perja.
- Tresenje v majhnih gibih, ki ustvarjajo toploto z porabo energije.
- Zmanjšanje izpostavljene površine pri sprejetju zvite drže.
Če se zgoraj omenjenih prilagoditvenih ovir ne more spopasti z mrazom, bo telo povečalo svojo bazalno presnovo, da ohrani telesno temperaturo. To je velika poraba energije.
Prilagoditev na mraz je lahko tudi skupinska
To je zanimivo vedeti antarktične živali uporabljajo edinstvene vedenjske prilagoditve da preživi hudo zimo. Na primer, cesarski pingvini tvorijo velike kolonije.
Bližina med pingvini se ne odziva le na potrebo po delitvi telesne toplote, ampak jih tudi ščiti pred vplivi vetra. Zanimivo dejstvo je, da so pingvini v koloniji zamenjajo se za zasedbo prve črte, ki lomi veter.
Med aklimatizacijo in prilagajanjem na mraz obstajajo razlike
Ker se ti izrazi lahko zamenjajo, se nam zdi bistveno poudariti njihove razlike. Aklimatizacija je vsota prilagoditev, ki sledijo ponavljajoči se in dolgotrajni izpostavljenosti nizkim temperaturam, torej je začasen proces.
Drugič, prilagoditev na mraz se vzpostavi šele po mnogih generacijah in spoštuje proces naravne selekcije. Čeprav se čas izpostavljenosti za aklimatizacijo razlikuje od vrste do vrste, se običajno pojavi v razponu od dveh do šestih tednov.
Kaj je več, ko temperatura naraste, se fiziološka prilagoditev aklimatizacije obrne. Nasprotno pa je prilagajanje postopen, dolgotrajen in nepovraten proces, ki se kaže, da se živi organizmi prilagodijo novemu okolju v nedoločenem časovnem obdobju.
Hladne priredbe: svet značilnih lastnosti
Ko smo opredelili razlike med prilagajanjem in aklimatizacijo, je čas, da opazujemo nekatere primere tega prilagoditvenega pojava v živalskem svetu.
Imeti debel plašč: zelo učinkovita prilagoditev mrazu
Polarni sesalci in ptice se fizično zaščitijo pred mrazom z gojenjem zimskega perja in krzna. Pripravijo tudi plast maščobe, da preprečijo izgubo toplote. Mnoge živali imajo vetrno ali vodoodporno dlako.
Tudi cesarski pingvini so zelo dober primer tega. Te ptice imajo štiri plasti luskastega perja. Plasti se med seboj prekrivajo in tako tvorijo dobro zaščito pred vetrom, tudi za ekstremne razmere, kot je snežna nevihta.
Izolacijske lastnosti dlake so odvisne od toplotne prevodnosti posameznih dlačic in njihove skupne sposobnosti, da ujamejo plast zraka. Pri severnih jelenih in karibuh je na primer vsak las na zunanjem plašču votel in vsebuje na tisoče zračno napolnjenih votlin, ločenih s tankimi pregradami.
Debele plasti maščobe, vir z dvojnim namenom
Kiti, tjulnji in nekateri pingvini imajo debele plasti maščobe. Te plasti delujejo kot izolacija, saj ujamejo telesno toploto in preprečijo njeno razpršitev na sredini. Učinek na žival je analogen dejstvu, da se zavije v odejo.
Pri nekaterih živalih je zaščita dodatno izboljšana: so sposobni zmanjšati pretok krvi v maščobnem tkivu. Ta strategija je zelo učinkovita, ker bolj ko je kri od površine kože, manj se izgubi toplote.
Drugič, maščobne plasti se lahko uporabijo tudi kot zaloga energije na mestih z malo virov hrane. Na primer, samci slonov lahko živijo od svojih maščobnih zalog v zimski sezoni.
Mraz nalaga tudi majhne okončine
Brez dvoma so deli telesa, ki štrlijo iz glavnega volumna živali, pogosto prva mesta, kjer se pozimi zmrzne. Cesarski pingvini imajo zelo majhne noge in plavuti, kar pomeni, da potrebujejo manj krvi in izgubijo manj toplote.
Po drugi strani pa so drobna ušesa in repi še ena prilagoditev mrazu. Na primer v Ilíjevem sorodniku zajca pica (Ochotona iliensis), njegovi majhni dodatki so odporni proti zmrzovanju.
Protitočna izmenjava za ohranjanje toplote: čudovito omrežje
Treba je opozoriti, da nobena žival - velika ali majhna - ne more prekriti celega telesa z izolacijsko kožosaj morajo biti noge, plavuti in nos prosti za delovanje. Če pa bi ti udi omogočili uhajanje telesne toplote, mnoge živali ne bi mogle preživeti v hladnem podnebju.
Tako galeb ali raca plava v ledeni vodi bi izgubili toploto skozi svoja prepletena stopala hitreje, kot bi jo lahko ustvarili. Poleg tega bi ga vroče noge na snegu stopile in živali bi kmalu zmrznile, kar bi jo ujelo v fiksnem položaju.
Soočena s tem praktičnim problemom je narava razvila preprost, a učinkovit mehanizem za zmanjšanje toplotnih izgub. Gre za ohranite svoje okončine s čudovitim omrežnim klicem. Skratka, protitočna izmenjava se pojavi v mreži majhnih arterij in ven, ki nastanejo na stičišču trupa živali in okončine.
V tem omrežju so arterije, ki prenašajo toplo kri do okončin, in vene, ki vračajo ohlajeno kri, razporejene v neposredni bližini. Bližina spodbuja toplo arterijsko kri, da prenese svojo toploto v hladno vensko kri, kar omogoča ohranitev telesne toplote.
Kot smo videli, obstaja več prilagoditev različnih skupin vretenčarjev na ekstremne okoljske razlike. Zahvaljujoč njim je nekaterim živalim uspelo kolonizirati najbolj negostoljubna in neugodna okolja na Zemlji.
