Adaptarea la frig și aclimatizarea sunt două tipuri de ajustări pe care le fac organismele vii atunci când există modificări ale temperaturii mediului. Atât adaptarea, cât și aclimatizarea asigură supraviețuirea organismelor la nivel individual și populațional.
Variația temperaturii, chiar și câteva grade, poate însemna diferența dintre viață și moarte pentru un animal. De exemplu, când soarele apune în spatele unui nor și provoacă o scădere a temperaturii de doar două grade, mișcarea muștelor încetinește.
În general, există două mecanisme fiziologice disponibile pentru a face ajustări de adaptare la frig. Primul este utilizarea strategiilor de reținere a căldurii corpului. Al doilea, generarea de căldură corporală prin arderea metabolică a alimentelor pentru combustibil.
Uneori, adaptarea la frig este un răspuns brusc
Animalele își reglează temperatura corpului atunci când se confruntă cu o scădere bruscă a temperaturii. Pentru aceasta, acestea prezintă o serie de răspunsuri reflexe, care sunt mediate de receptorii reci din piele și funcția lor este de a conserva căldura. Cele mai importante sunt:
- Constricția vaselor de sânge periferice.
- O erecție a părului sau a penelor animalului.
- Cutremure în mișcări mici care creează căldură prin cheltuirea energiei.
- Reducerea suprafeței expuse atunci când se adoptă o postură îndoită.
Dacă numărul de bariere adaptive menționate mai sus nu este capabil să facă față frigului, corpul își va crește rata metabolică bazală pentru a păstra temperatura corpului. Aceasta este o cheltuială uriașă de energie.
Adaptarea la frig poate fi, de asemenea, de grup
Este interesant să știi asta există adaptări comportamentale unice pe care le folosesc animalele din Antarctica pentru a supraviețui iernii aspre. De exemplu, pinguinii împărați formează colonii mari.
Apropierea dintre pinguini nu numai că răspunde la nevoia de a împărtăși căldura corpului, ci îi protejează și de efectele vântului. Un fapt curios este că pinguinii din colonie se alternează pentru ocuparea primei linii care sparge vântul.
Există diferențe între aclimatizare și adaptare la frig
Deoarece acești termeni pot fi confundați, considerăm că este esențial să evidențiem diferențele lor. Aclimatizarea este suma ajustărilor care urmează expunerii repetate și prelungite la temperaturi scăzute, adică este un proces temporar.
În al doilea rând, adaptarea la frig se stabilește numai după multe generații și se supune unui proces de selecție naturală. Astfel, deși timpul de expunere pentru ca aclimatizarea să aibă loc variază de la o specie la alta, acesta apare în general în intervalul de două până la șase săptămâni.
Mai mult, odată ce temperatura crește, reglarea aclimatizării fiziologice este inversată. În schimb, adaptarea este un proces gradual, pe termen lung și ireversibil, pe care organismele vii îl arată pentru a se adapta la noul mediu într-o perioadă de timp nedeterminată.
Adaptări la rece: o lume cu trăsături caracteristice
Odată ce am definit diferențele dintre adaptare și aclimatizare, este timpul să observăm anumite exemple ale acestui fenomen adaptativ în regnul animal.
Având un strat gros: o adaptare foarte eficientă la frig
Mamiferele și păsările polare se protejează fizic de frig crescând penajul și blana de iarnă. De asemenea, pregătesc un strat de grăsime pentru a preveni pierderea de căldură. Multe animale au o haină rezistentă la vânt sau impermeabilă.
Din nou, pinguinii împărat sunt un foarte bun exemplu în acest sens. Aceste păsări au patru straturi de pene asemănătoare scării. Straturile se suprapun și formează astfel o bună protecție împotriva vântului, chiar și pentru condiții extreme precum o furtună de zăpadă.
Proprietățile izolante ale stratului depind de conductivitatea termică a firelor de păr individuale și de capacitatea lor colectivă de a prinde un strat de aer. În ren și caribou, de exemplu, fiecare păr de pe mantaua exterioară este gol și conține mii de cavități umplute cu aer separate de pereți despărțitori subțiri.
Straturi groase de grăsime, o resursă cu dublu scop
Balenele, focile și unii pinguini au straturi groase de grăsime. Aceste straturi acționează ca izolație, deoarece prind căldura corpului și o împiedică să se disperseze în mijloc. Efectul asupra animalului este analog cu actul de a se înfășura într-o pătură.
La unele animale, protecția este mai rafinată: sunt capabili să reducă fluxul sanguin în țesutul gras. Această strategie este foarte eficientă, deoarece cu cât sângele este mai departe de suprafața pielii, cu atât se pierde mai puțină căldură.
În al doilea rând, straturile de grăsime pot fi folosite și ca rezervă de energie în locuri cu puține resurse pentru hrană. De exemplu, elefanții de sex masculin pot trăi din depozitele lor de grăsimi în timpul sezonului de iarnă.
Frigul impune și membre mici
Fără îndoială, părțile corpului care ies din volumul principal al animalului sunt adesea primele locuri în care se simte frig iarna. Pinguinii împărați au picioare și aripioare foarte mici, ceea ce înseamnă că necesită mai puțin sânge și pierd mai puțină căldură.
Pe de altă parte, urechile și cozile minuscule sunt o altă adaptare la frig. De exemplu, în ruda lui Ilí a iepurelui pica (Ochotona iliensis), anexele sale mici rezistă la îngheț.
Schimb contracurent pentru conservarea căldurii: rețeaua minunată
Trebuie remarcat faptul că niciun animal - mare sau mic - nu își poate acoperi întregul corp cu piele izolatoaredeoarece picioarele, aripioarele și nasul trebuie lăsate libere pentru a funcționa. Cu toate acestea, dacă aceste membre ar permite scăderea căldurii corpului, multe animale nu ar putea supraviețui în climă rece.
Astfel, un pescăruș sau o rață înotând în apă înghețată ar pierde căldura prin picioarele lor palmate mai repede decât ar putea să o genereze. În plus, picioarele fierbinți de pe zăpadă l-ar topi și picioarele animalului ar îngheța în curând, eveniment care l-ar prinde într-o poziție fixă.
Confruntată cu această problemă practică, natura a dezvoltat un mecanism simplu, dar eficient, pentru a reduce pierderile de căldură. Este despre menține-ți extremitățile răcoroase folosind minunatul apel de rețea. Pe scurt, un schimb de contracurent are loc într-o rețea de artere și vene mici care se formează la joncțiunea trunchiului animalului și a membrului.
În această rețea, arterele care transportă sângele cald la nivelul membrelor și venele care readuc sângele răcit sunt aranjate în imediata apropiere. Apropierea încurajează sângele arterial cald să-și transfere căldura în sângele venos rece, permițând conservarea unei părți din căldura corpului.
După cum am văzut, există adaptări multiple ale diferitelor grupuri de vertebrate la variații extreme de mediu. Datorită lor, unele animale au reușit să colonizeze cele mai inospitaliere și inclemente medii de pe Pământ.
