Hladna prilagodba i aklimatizacija dvije su vrste prilagodbi koje živi organizmi vrše kada dođe do promjena temperature okoliša. I prilagodba i aklimatizacija osiguravaju opstanak organizama na individualnoj i populacijskoj razini.
Varijacije temperature, čak i nekoliko stupnjeva, mogu značiti razliku između života i smrti životinje. Na primjer, kada sunce zađe iza oblaka i izazove pad temperature od samo dva stupnja, kretanje muha usporava.
Općenito, postoje dva fiziološka mehanizma za prilagođavanje hladnoj prilagodbi. Prvi je korištenje strategija za zadržavanje tjelesne topline. Drugi, stvaranje tjelesne topline putem metaboličkog sagorijevanja hrane za gorivo.
Ponekad je hladna adaptacija iznenadna reakcija
Životinje reguliraju svoju tjelesnu temperaturu kada se suoče s naglim padom temperature. U tu svrhu predstavljaju niz refleksnih odgovora posredovanih receptorima za hladnoću u koži, a njihova je funkcija očuvanje topline. Najvažniji su:
- Suženje perifernih krvnih žila.
- Erekcija životinjske dlake ili perja.
- Drhtanje u malim pokretima koji stvaraju toplinu trošeći energiju.
- Smanjivanje izložene površine pri zauzimanju uvijenog držanja.
Ako broj gore navedenih adaptivnih barijera nije u stanju nositi se s hladnoćom, tijelo će povećati bazalni metabolizam kako bi očuvalo tjelesnu temperaturu. Ovo je velika potrošnja energije.
Prilagodba na hladnoću može biti i grupna
Zanimljivo je to znati postoje jedinstvene prilagodbe ponašanja koje koriste antarktičke životinje da preživi oštru zimu. Na primjer, carski pingvini tvore velike kolonije.
Blizina između pingvina ne samo da odgovara potrebi dijeljenja tjelesne topline, već ih štiti i od utjecaja vjetra. Zanimljiva je činjenica da su pingvini u koloniji izmjenjuju se za zauzimanje prve linije koja lomi vjetar.
Postoje razlike između aklimatizacije i prilagodbe na hladnoću
Budući da se ti pojmovi mogu zbuniti, smatramo da je bitno istaknuti njihove razlike. Aklimatizacija je zbroj prilagodbi koje slijede nakon opetovanog i dugotrajnog izlaganja niskim temperaturama, odnosno privremeni je proces.
Drugo, prilagodba na hladnoću uspostavlja se tek nakon mnogih generacija i poštuje proces prirodne selekcije. Dakle, iako se vrijeme izlaganja za aklimatizaciju razlikuje od vrste do vrste, općenito se javlja u rasponu od dva do šest tjedana.
Što je više, nakon što temperatura poraste, fiziološka prilagodba aklimatizacije se mijenja. Nasuprot tome, prilagodba je postupan, dugotrajan i nepovratan proces za koji se pokazuje da se živi organizmi prilagođavaju novoj sredini kroz neodređeno vrijeme.
Hladne adaptacije: svijet karakterističnih obilježja
Nakon što smo definirali razlike između prilagodbe i aklimatizacije, vrijeme je da promatramo određene primjere ove adaptivne pojave u životinjskom svijetu.
Imati debeli kaput: vrlo učinkovita adaptacija na hladnoću
Polarni sisavci i ptice fizički se štite od hladnoće uzgojem zimskog perja i krzna. Oni također pripremaju sloj masti kako bi spriječili gubitak topline. Mnoge životinje imaju kaput otporan na vjetar ili vodu.
Opet su carski pingvini jako dobar primjer za to. Ove ptice imaju četiri sloja perja nalik ljusci. Slojevi se preklapaju i tako tvore dobru zaštitu od vjetra, čak i za ekstremne uvjete poput snježne oluje.
Izolacijska svojstva premaza ovise o toplinskoj vodljivosti pojedinih vlasi i njihovoj zajedničkoj sposobnosti da zarobe sloj zraka. Na primjer, kod sobova i kariba, svaka dlaka na vanjskom plaštu je šuplja i sadrži tisuće šupljina ispunjenih zrakom odvojenih tankim pregradama.
Debeli slojevi masti, resurs dvostruke namjene
Kitovi, tuljani i neki pingvini imaju debele slojeve masnoće. Ovi slojevi djeluju kao izolacija, jer hvataju tjelesnu toplinu i sprječavaju njeno raspršivanje po sredini. Učinak na životinju analogan je činu umotavanja u deku.
Kod nekih životinja zaštita je dodatno poboljšana: sposobni su smanjiti protok krvi u masnom tkivu. Ova je strategija vrlo učinkovita, jer što je krv dalje od površine kože, manje se gubi toplina.
Drugo, slojevi masti mogu se koristiti i kao rezerva energije na mjestima s malo resursa za hranu. Na primjer, tuljani mužjaka slonova mogu živjeti od svojih zaliha masti tijekom zimske sezone.
Hladnoća nameće i male udove
Bez sumnje, dijelovi tijela koji vire iz glavnog volumena životinje često su prva mjesta gdje se zimi osjeća hladnoća. Carski pingvini imaju vrlo male noge i peraje, što znači da zahtijevaju manje krvi i gube manje topline.
S druge strane, sićušne uši i repovi još su jedna prilagodba hladnoći. Na primjer, u Ilíjevog rođaka pica zeca (Ochotona iliensis), njegovi mali dodaci odolijevaju smrzavanju.
Protustrujna izmjena radi očuvanja topline: čudesna mreža
Valja napomenuti da nijedna životinja - velika ili mala - ne može pokriti cijelo tijelo izolacijskom kožomjer noge, peraje i nos moraju biti slobodni za funkcioniranje. Međutim, ako bi ti udovi omogućili izlazak tjelesne topline, mnoge životinje ne bi mogle preživjeti u hladnoj klimi.
Tako galeb ili patka plivaju u ledenoj vodi izgubili bi toplinu kroz svoja mrežasta stopala brže nego što bi je mogli generirati. Osim toga, vruće noge na snijegu topile bi ga, a stopala životinje bi se uskoro smrznula, što bi ga zarobilo u fiksnom položaju.
Suočena s ovim praktičnim problemom, priroda je razvila jednostavan, ali učinkovit mehanizam za smanjenje gubitka topline. Radi se o čuvajte svoje ekstremitete koristeći prekrasan mrežni poziv. Ukratko, protustrujna razmjena događa se u mreži malih arterija i vena koje nastaju na spoju trupa i udova životinje.
U ovoj su mreži arterije koje nose toplu krv do udova i vene koje vraćaju ohlađenu krv raspoređene u neposrednoj blizini. Blizina potiče toplu arterijsku krv da prenese svoju toplinu u hladnu vensku krv, dopuštajući da se očuva dio tjelesne topline.
Kao što smo vidjeli, postoje različite prilagodbe različitih skupina kralježnjaka ekstremnim varijacijama okoliša. Zahvaljujući njima, neke su životinje uspjele kolonizirati najnegostoljubivije i najnepovoljnije okruženje na Zemlji.
