Lạnh

Động vật có ghét cái lạnh buốt của mùa đông không? | Khoa học

Mặc dù thời tiết bên ngoài thực sự có thể trở nên đáng sợ vào mùa đông này, nhưng một chiếc áo parka, mũ đan, tất len, ủng cách nhiệt và có thể là một đám cháy ầm ầm khiến những người sống ở vùng có khí hậu lạnh giá trở nên dễ chịu. Nhưng những gì về tất cả các động vật hoang dã ngoài đó? Họ sẽ không bị đóng băng?

Bất cứ ai dắt chó đi dạo khi nhiệt độ lạnh giá đều biết rằng răng nanh sẽ run rẩy và thích chân lạnh - điều này phần nào giải thích sự bùng nổ trong các ngành công nghiệp quần áo thú cưng . Nhưng sóc chuột và hồng y không được mặc áo khoác hay giày cao cổ thời trang.



ở Đài Loan trong bao lâu

Trên thực tế, động vật hoang dã có thể không chịu nổi tê cóng và hạ thân nhiệt, giống như con người và vật nuôi. Ở miền bắc Hoa Kỳ, những con ôpôt không đuôi là một nạn nhân thường gặp khi tiếp xúc với giá lạnh. Thường xuyên có một cái lạnh bất thường ở Florida kết quả ở cự đà rơi từ câylợn biển chết khỏi căng thẳng .



Quần áo cho chó

Vật nuôi thường được trang bị để bảo vệ khỏi cái lạnh.(Photology1971 / Shutterstock.com)

Tránh cái lạnh là điều quan trọng để bảo toàn mạng sống hoặc chi (hoặc, trong trường hợp của con ô mai, đuôi) và cơ hội sinh sản. Những yêu cầu sinh học này có nghĩa là động vật hoang dã phải có khả năng cảm thấy lạnh, để cố gắng tránh những tác động gây hại của chúng. Các loài động vật có đặc điểm riêng của chúng tương đương với những gì con người phải trải qua khi sự cắn xé khó chịu xen lẫn cảm giác kim châm thúc giục chúng ta sớm ấm lên hoặc phải gánh chịu hậu quả. Trên thực tế, hệ thống thần kinh có cơ chế cảm nhận một loạt các nhiệt độ khá nhiều giống nhau giữa tất cả các động vật có xương sống .



Một thử thách mùa đông dành cho động vật máu nóng, hoặc thu nhiệt , như chúng được biết đến một cách khoa học, là duy trì nhiệt độ bên trong cơ thể của chúng trong điều kiện lạnh. Tuy nhiên, điều thú vị là các ngưỡng cảm nhận nhiệt độ có thể thay đổi tùy thuộc vào sinh lý học. Ví dụ, một con ếch máu lạnh - tức là loài ếch nhiệt đới - sẽ cảm thấy lạnh khi bắt đầu ở nhiệt độ thấp hơn so với chuột. Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các loài động vật có vú ngủ đông, như sóc đất mười ba xếp hàng, không cảm thấy lạnh cho đến khi nhiệt độ thấp hơn hơn các bộ thu nhiệt không ngủ đông.

Vì vậy, động vật biết khi nào trời lạnh, chỉ cần nhiệt độ thay đổi. Khi thủy ngân giảm mạnh, động vật hoang dã đang bị ảnh hưởng hay chỉ đi theo dòng chảy băng giá?

Chipmunk lạnh

Một số loài động vật tìm một nơi được bảo vệ để chờ đợi điều tồi tệ nhất của nó, như sóc chuột này.(Michael Himbeault / CC BY)



Một giải pháp: Chạy chậm lại và kiểm tra

Nhiều bộ phận thu nhiệt ở vùng khí hậu lạnh thể hiện sự biến đổi: một trạng thái giảm hoạt động. Họ trông giống như họ đang ngủ. Bởi vì các động vật có khả năng kêu ca xen kẽ giữa việc điều chỉnh nhiệt độ bên trong cơ thể và để môi trường tác động đến nó, các nhà khoa học coi chúng là dị vật. Trong điều kiện khắc nghiệt, tính linh hoạt này mang lại lợi thế là nhiệt độ cơ thể thấp hơn - đáng kể ở một số loài, thậm chí dưới điểm đóng băng 32 độ F - không tương thích với nhiều chức năng sinh lý. Kết quả là tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn, do đó nhu cầu năng lượng và thức ăn cũng thấp hơn. Ngủ đông là một phiên bản kéo dài của tiếng kêu.

Torpor có lợi ích bảo tồn năng lượng đối với động vật hoang dã có thân nhỏ hơn nói riêng - hãy nghĩ đến dơi, chim biết hót và các loài gặm nhấm. Chúng mất nhiệt nhanh hơn một cách tự nhiên vì diện tích bề mặt của cơ thể lớn so với kích thước tổng thể của chúng. Để duy trì nhiệt độ cơ thể trong phạm vi bình thường, chúng phải tiêu hao nhiều năng lượng hơn so với động vật có thân hình lớn hơn. Điều này đặc biệt đúng với những con chim duy trì nhiệt độ cơ thể trung bình cao hơn so với động vật có vú.

Thật không may, chim kêu không phải là giải pháp hoàn hảo để sống sót trong điều kiện lạnh giá vì nó đi kèm với sự đánh đổi, chẳng hạn như nguy cơ trở thành bữa ăn trưa của động vật khác cao hơn.

Điều chỉnh giúp ích

Không có gì ngạc nhiên khi động vật đã tiến hóa các cách thích nghi khác để chống chọi với thời tiết trong những tháng mùa đông.

Các loài động vật hoang dã ở vĩ độ bắc có xu hướng thân lớn hơn với phần phụ nhỏ hơn so với họ hàng gần của chúng ở gần vùng nhiệt đới. Nhiều loài động vật đã tiến hóa các hành vi để giúp chúng chống chọi với cái lạnh: chăn gia súc, đào hang, đào hang và trú ngụ trong các hang hốc đều là những cách tự vệ tốt. Và một số loài động vật trải qua những thay đổi sinh lý khi mùa đông đến gần, xây dựng nguồn dự trữ chất béo, bộ lông phát triển dày hơn và giữ một lớp không khí cách nhiệt chống lại lớp da bên dưới lông hoặc lông vũ.

Hai con cáo

Đôi tai lớn của cáo fennec sẽ là một thứ phải chịu trong khí hậu lạnh giá như nơi cáo Bắc Cực sinh sống.(Jonatan Pie / Unsplash và Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY)

Thiên nhiên đã nghĩ ra những thủ thuật gọn gàng khác để giúp nhiều loài động vật khác nhau đối phó với những điều kiện mà con người không thể chịu đựng được.

ai đã viết để giết một con chim nhại trong cuốn sách

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào mà ngỗng có thể đứng thoải mái trên băng hay sóc tuyết bằng chân trần? Bí mật là sự gần gũi của các động mạch và tĩnh mạch ở các chi của chúng tạo ra một gradient của sự ấm lên và làm mát. Khi máu từ tim đi đến các ngón chân, hơi ấm từ động mạch sẽ truyền đến tĩnh mạch mang máu lạnh từ ngón chân trở về tim. Điều này trao đổi nhiệt ngược dòng cho phép phần lõi của cơ thể được giữ ấm đồng thời hạn chế sự mất nhiệt khi tứ chi bị lạnh, nhưng không quá lạnh đến mức gây tổn thương mô. Hệ thống hiệu quả này được sử dụng bởi nhiều loài chim và động vật có vú trên cạn và dưới nước, thậm chí còn giải thích cách thức trao đổi oxy diễn ra trong mang cá.

Nói về cá, làm thế nào để chúng không bị đóng băng từ trong ra ngoài trong vùng nước băng giá? May mắn thay, băng nổi vì nước đặc nhất là chất lỏng, cho phép cá bơi tự do trong nhiệt độ không quá đóng băng bên dưới bề mặt đông đặc. Ngoài ra, cá có thể thiếu thụ thể cảm nhận lạnh được chia sẻ bởi các động vật có xương sống khác. Tuy nhiên, chúng có các enzym độc đáo cho phép các chức năng sinh lý tiếp tục ở nhiệt độ lạnh hơn. Ở các vùng cực, cá thậm chí còn đặc biệt protein chống đông liên kết với các tinh thể băng trong máu của họ để ngăn chặn sự kết tinh lan rộng.

Cá lạnh

Cá chép trong ao đóng băng một phần vẫn ổn.(Starkov Roma / Shutterstock.com)

Một vũ khí bí mật khác ở động vật có vú và chim trong thời gian dài tiếp xúc với lạnh là mô mỡ nâu hoặc chất béo nâu , rất giàu ty thể. Ngay cả ở những người , các cấu trúc tế bào này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, tạo ra sự ấm áp mà không có sự co cơ và năng lượng kém hiệu quả liên quan đến rùng mình , một cách khác để cơ thể cố gắng nóng lên. Sự sản sinh nhiệt không gây rùng mình này có lẽ giải thích tại sao người dân ở Anchorage có thể hài lòng mặc quần đùi và áo phông vào một ngày mùa xuân 40 độ F.

Tất nhiên, di cư có thể là một lựa chọn - mặc dù tốn kém về chi phí năng lượng cho động vật hoang dã và về mặt tài chính đối với những người muốn tiến gần hơn đến đường xích đạo.

Là một loài, con người có khả năng thích nghi ở một mức độ - một số người trong chúng ta nhiều hơn những người khác - nhưng chúng tôi không đặc biệt thích nghi với thời tiết lạnh. Có lẽ đó là lý do tại sao thật khó để nhìn ra cửa sổ vào một ngày lạnh giá và không cảm thấy tồi tệ đối với một con sóc đang ngồi thu mình khi gió mùa đông thổi qua bộ lông của nó. Chúng ta có thể không bao giờ biết liệu động vật có sợ mùa đông hay không - rất khó để đánh giá trải nghiệm chủ quan của chúng. Nhưng động vật hoang dã có nhiều chiến lược khác nhau để cải thiện khả năng chống chọi với giá lạnh của chúng, đảm bảo chúng sống để nhìn thấy một mùa xuân khác.


Bài báo này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện. Cuộc trò chuyện

Bridget B. Baker, Bác sĩ thú y lâm sàng và Phó Giám đốc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Thủy sinh, Dịch thuật và Môi trường Warrior (WATER), Đại học Bang Wayne



^