Me ihmiset, selviämme talvisista jäisistä hengistä lämpimillä takilla, lämmittimillä ja kuumalla suklaalla. Hyönteisillä on kuitenkin hiukan muutama luovampi strategia. Olipa kyse erityisproteiineista, jotka toimivat kuin auton jäätymisaineet, kehon nesteet, joihin on lisätty alkoholia veden sijasta tai jotka ovat valmistautuneet pitkän matkan matkustamiseen lämpimämpään ilmastoon, näyttää siltä, että nämä sitkeät virheet ovat kehittäneet omat vastauksensa talven aiheuttamiin biologisiin ongelmiin. .
Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka luoda hyönteinen elinympäristö puutarhaan
Olet todennäköisesti kuullut yhdestä yleisimmästä tavasta, jolla hyönteiset pääsevät läpi tämän pimeimmän ja kylmän kauden: aikamatka. "Joko he pakenevat avaruudessa, mikä tarkoittaa, että ne muuttavat, tai pakenevat ajoissa, mikä tarkoittaa, että he ovat lepotilassa", sanoo Birminghamin yliopiston selkärangattomien biologi Scott Hayward. "Suurin osa on itse asiassa lepotilassa."
Selviytyäkseen talvisesta ruoka- ja lämpöpulasta nisäkkäät, kuten karhut ja sirpakokat, yleensä hibernoivat. Vaikka horrostilaan pidetään usein syvää unta, se on oikeastaan biologisesti erillinen lepotila: Hibernatut eläimet varastoivat ruokaa ja vähentävät niiden metaboloitumista prosessien kautta, joita ei vielä täysin ymmärretä. NASA: n tutkijat tutkivat jopa tekniikoita, jotka voisivat indusoida hibernaation ihmisissä, auttaakseen astronauteja pääsemään siihen vuosittaisten avaruusmatkojen avulla.
Hyönteisillä on oma versio tästä tehokkaasta työkalusta: diapause. Hauward, joka on tehnyt laajoja tutkimuksia hyönteisten lepotilasta ja selviytymisestä äärimmäisissä ympäristöissä, muistuttaa hibernaation tavoin alueuseen pääsyä valmistelevia hyönteisiä yleensä etsimään suojaa kylmältä, kertoo Hayward. Tämä tarkoittaa usein kaivamista maan alle (ota huomioon, että talvella sadat hyönteiset voivat makaa lepotilassa vain tuuman alla), mutta se voi myös tarkoittaa suojan löytämistä puutarhoihin tai kivien alle.
Jotkut hyönteiset, kuten eurooppalainen maissinporauslaite, ovat onnistuneet turhauttamaan viljelijöitä ja kiertämään entomologeja etsimällä tapoja elää maan päällä talvella. Tällä pahamaineisella maissituholaisella on äärimmäinen suvaitsevaisuus kylmyyteen, jopa enemmän kuin talvehtiviin lajeihin. Tutkimuksissa on löydetty, että porausreikäiset toukat voivat jopa selviytyä jäähdytettynä useita minuutteja -40 asteeseen F. Poraaja palloutuu maissivarren tai maissilakkojen sisään ja pystyy selviytymään, vaikka kehon sisällä oleva vesi (vaikkakaan ei sen soluissa). jäätyy.
Muut hyönteiset varastoivat pakkasnesteeseen. Etelämannerilla lentokyvytön Etelämanner-keskikenttä tuottaa soluihinsa suuria määriä sokereita, jotka alentavat nesteiden jäätymispistettä. Samanaikaisesti keskimmäinen sallii ympäröivän maaperän vetäytyä melkein jokaisesta vesipisarasta kehostaan. "Hyönteinen dehydratoituu kokonaan", Hayward sanoo. "Sitten se ei voi jäätyä." Tämä auttaa pienimuotoista bugia - joka on sekä maanosan ainoa hyönteinen että suurin maaeläin - kestämään kokonaan jäätymistä.
Arktinen villakarhu koi viettää noin 90 prosenttia elämästään jäätyneessä tilassa. Koi-toukka saavuttaa tämänkin ominaisuuden tuottamalla sokeria - erityisesti alkoholiglyserolia. Samoin kuin vodkaa voidaan säilyttää pakastimessa ja pysyä nestemäisenä, nämä nesteet eivät jäädydy, säilyttäen koi-toukkien kudokset ja antamalla sille selviytyä lämpötiloissa, jotka laskevat -70 asteeseen F. Alaska Upisin kovakuoriais kestävät lämpötiloja, jotka saavuttavat järkyttävän -100 astetta F, tuottamalla erityisen "jäätymisenestoaineen molekyylin".
Mutta suurin osa hyönteisistä ei ole niin sitkeitä. Noin - 30 astetta F on tyypillinen raja monille lajeille, Hayward sanoo. Siksi monien hyönteisten alueet ovat rajoittuneet maailman trooppisiin alueisiin, joissa ei koskaan esiinny jäätymislämpötiloja, kuten vikaantuneessa Amazonissa tai hyttysirikkaissa maissa Afrikassa, Etelä-Amerikassa ja Aasiassa.
Eurooppalaiset maissinporan toukat voivat selviytyä talvella jäätyneinä maissivarren sisäosista. (WILDLIFE GmbH / Alamy Arkistovalokuva) Maapallon lämpeneminen voi kuitenkin pian muuttaa tätä maksimia ja uhkaa hyönteisten populaatioita ympäri maailmaa. Maapallon lämpeneessä hyönteiset siirtyvät kohti napoja siirtääkseen kesäkuukausien aikaisempaa lämpimämpiä alueita. Silti monilla näistä hyönteisistä puuttuu kyky selviytyä näiltä alueilta löydetyistä kylmemmistä talvista.
"Missä he eivät voi tehdä niin, he eivät voi vakiinnuttaa", Hayward sanoo. Sillä välin, päiväntasaajaa kohti, lämpimämpi lämpötila häiritsee muiden hyönteisten vaihtelujaksoja.
Vaikka vaihteluväli on mukautuminen talven selviytymiseen, lämpötila ei ole päätekijä, joka sitä laukaisee. Sen sijaan lyhyemmät päivät talven valmistuksessa auttavat hyönteisten kehoja ilmoittamaan, että on aika valmistautua lepotilaan. Päivien ollessa lämpimämpi myöhemmin syksyllä, hyönteisten ruumiit sekoittuvat. Virheellisesti ajatellessaan, että on kevät tai kesä, he usein lopettavat valikoiden käytön prosessin aloittaakseen ruuan tai kaverien etsimisen - mikä jättää heidät valmistelematta, kun talvi todella iskee, Hayward sanoo.
Miksi ihmisten pitäisi välittää? Tarkastellaan kimalaisten tunnettua ahdinkoa, joka on elintärkeä pölyttäjä monille kasvilajeille ja maatalouskasveille. Mehiläispopulaatiot kamppailevat jo elinympäristöjen häviämistä ja torjunta-aineita vastaan myös muuttuvien vuodenaikojen takia. Lämpötilan lämpeneminen ei aiheuta myöhempien syksyjen lisäksi myös aikaisempia lähteitä, jotka voivat sekoittaa yhden pesän erittäin tärkeän jäsenen: kuningatar.
Kuningatar mehiläiset ovat ainoat pesän asukkaat, jotka yleensä saapuvat alueuseen. He heräävät tyypillisesti kerran vuodessa, keväällä, ja lähtevät perustamaan uuden siirtokunnan. Mutta kun kevät alkaa usein aikaisemmin, pesäkkeet ovat kuitenkin saavuttamassa uuden kuningatar syntymän suuruuden ja yrittävät löytää uuden siirtokunnan ennen talven alkamista eikä kevään alkupuolella. Heidän jälkeläisensä jätetään sitten kamppailemaan löytääkseen kukkoja ruokkimiseksi kuolleena talvena, ja heidän on käsiteltävä lämpötiloja, joita he eivät ole kehittyneet käsittelemään.
"Sinulla on valtava kuolleisuus, " Hayward sanoo, "ja sinulla on [silloin] vähemmän pölyttäjiä seuraavana vuonna."
On olemassa lukemattomia muita tapoja, joilla hyönteiset ovat kehittäneet voittamaan kylmän. Mutta kun mennessään tulee kovaa, jotkut hyönteiset eivät kovene - he vain lähtevät. Esimerkiksi monark-perhonen on tunnettu värikkäästä ja kunnioitusta herättävästä talvistrategiastasi: ottamalla satoja ja satoja parhaimpia ystäviä ja matkalla tuhansia maileja päiväntasaajan päälle välttääkseen kylmiä lämpötiloja.
"On todella uskomattoman monenlaisia tapoja, joilla he selviävät talvella", Hayward sanoo.
