Meie, inimesed, jääme talvise jäise sooja ilmaga üle sooja soojade mantlite, kosmosesoojendite ja kuuma šokolaadiga. Putukatel on aga varrukast paar loomingulisemat strateegiat. Olenemata sellest, kas tegemist on spetsiaalsete valkudega, mis toimivad nagu teie auto antifriis, keha asemel vedelikud, millele on lisatud alkoholi või mitte vett või kes soovivad pikkade vahemaade läbimiseks soojematele kliimadele, tundub, et need vastupidavad vead on välja töötanud oma vastused talve põhjustatud bioloogilistele probleemidele .
Seotud sisu
- Kuidas oma aias putukate elupaika luua
Olete tõenäoliselt kuulnud ühest levinumast viisist, kuidas putukad sellel pimedaimal ja külmemal hooajal läbi saavad: aegreis. "Kas nad põgenevad kosmoses, mis tähendab, et nad rändavad, või põgenevad ajas, mis tähendab, et nad jäävad seisma, " ütleb Birminghami ülikooli selgrootute bioloog Scott Hayward. "Valdav enamus jääb tegelikult seisma."
Talvise toidupuuduse ja soojuse üleelamiseks kipuvad talvituma imetajad, näiteks karud ja kojamehed. Kui talveunest mõeldakse sageli sügava unena, on see tegelikult bioloogiliselt eraldatud puhkeseisund: talveunevad loomad varuvad toitu ja vähendavad nende metabolismi protsesside kaudu, mis pole veel täielikult mõistetavad. NASA teadlased uurivad isegi tehnikaid, mis võivad inimestel talveune esile kutsuda, et aidata astronautidel seda läbi aastatepikkuste kosmosereiside teha.
Putukatel on sellest võimsast tööriistast oma versioon: diapause. Sarnaselt talvitumisega proovivad diapause sisenema hakkavad putukad tavaliselt mingit varju külma eest, väidab Hayward, kes on teinud põhjalikke uuringuid putukate puhkeoleku ja ekstreemsetes keskkondades ellujäämise kohta. See tähendab sageli maa alla kaevamist (arvestage asjaoluga, et talvel võiksid sajad putukad magama jääda vaid jalgade all), kuid see võib tähendada ka varjualuse leidmist puutüvedesse või kivide alla.
Mõnel putukal, nagu näiteks Euroopa maisi puuril, on talunikud maa peal elamiseks leidnud viise põllumeeste pettumuseks ja entomoloogide intrigeerimiseks. See kurikuulus maisi kahjur on äärmiselt talutav külma vastu, isegi rohkem kui talvitunud liigid. Uuringud on tuvastanud, et puuraugu vastsed suudavad isegi üle minuti kuni -40 kraadini jahtudes üle elada. Puur puhkeb maisitüvedest või maisitõlvikutest üles ja suudab ellu jääda isegi siis, kui keha sees on vesi (ehkki mitte selle rakkudes). külmub.
Muud putukad varuvad antifriisi. Antarktikas tekitab lendtu Antarktika kääbus oma rakkudes suures koguses suhkrut, mis alandab vedelike külmumispunkti. Samaaegselt laseb kääbus selle ümber külmunud pinnaselt peaaegu iga keha tilga vett välja tõmmata. "Putukas dehüdreerub täielikult, " ütleb Hayward. "Siis ei saa see külmuda." See aitab minisilmalisel veal - mis on selle mandri ainus putukas ja suurim maismaaloom - täielikult külmuda.
Arktiline villane karuputk veedab umbes 90 protsenti oma elust külmunud olekus. Koi röövik täidab selle saavutuse ka suhkru tootmisega - täpsemalt alkoholglütserooliga. Nii nagu viina saab hoida sügavkülmas ja jääda vedelaks, ei külmuta need vedelikud, säilitades koi vastsete kudesid ja võimaldades sellel ellu jääda temperatuuril -70 kraadi F. Alaska Upise mardikas võib taluvad temperatuuri, mis ulatub šokeeriva temperatuurini -100 kraadi F, tootes spetsiaalset antifriisi molekuli.
Kuid enamik putukaid pole nii visad. Umbes - 30 kraadi F on paljude liikide jaoks tüüpiline piir, väidab Hayward. Sellepärast on paljude putukate levila ulatus piiratud maailma troopilisemate piirkondadega, kus kunagi ei esine külmumistemperatuure, nagu näiteks räsitud Amazonase või sääskede rikkad riigid Aafrikas, Lõuna-Ameerikas ja Aasias.
Euroopa maisi puuraukude vastsed suudavad talve külmunud maisivartes ellu jääda. (WILDLIFE GmbH / Alamy stock Photo) Globaalne soojenemine võib peagi seda maksimumi muuta ja ohustada putukapopulatsioone kogu maailmas. Maa soojenedes liiguvad putukad pooluste poole, et koloniseerida suvekuudel varasemast soojemad alad. Kuid paljudel neist putukatest puudub võime ellu viia nendes piirkondades leiduvaid külmemaid talvesid.
"Seal, kus nad seda teha ei saa, ei saa nad ka kehtestada, " sõnab Hayward. Samal ajal häirivad soojemad temperatuurid ekvaatori poole teiste putukate tsüklit.
Ehkki vahemuse kasutamine on kohanemine talve üleelamiseks, pole temperatuur peamine tegur, mis seda käivitab. Lühemad päevad talve ettevalmistamisel aitavad selle asemel putukate kehadele märku anda, et on aeg puhkeolekuks valmistuda. Kuna päevad jäävad hiljem sügisesse soojemaks, lähevad putukate kehad segadusse. Ekslikult mõeldes, et on kevad või suvi, lõpetavad nad sageli vahemuse kasutamise protsessi, et hakata otsima toitu või kaaslasi - see jätab nad ettevalmistamata, kui talv tegelikult puhub, väidab Hayward.
Miks peaksid inimesed hoolima? Mõelge kimalaste tuntud positsioonile, mis on paljude taimeliikide ja põllumajanduskultuuride elutähtis tolmeldaja. Juba elupaikade kadumise ja pestitsiidide vastu võitlevad võitlevad mesilaste populatsioonid nüüd ka aastaaegade muutumisega. Soojad temperatuurid põhjustavad mitte ainult hilisemaid sügiseid, vaid ka varasemaid vedrusid, mis võivad segi ajada taru ühe väga olulise liikme: kuninganna.
Kuninganna mesilased on ainsad taruelanikud, kes tavaliselt sisenevad diapause. Tavaliselt ärkavad nad kord aastas, kevadel, ja lahkuvad uue koloonia rajamiseks. Kuid kuna kevad algab sageli varem, on tarud jõudmas uue kuninganna sündimise suurusjärku ja nad üritavad uue koloonia leida enne talve algust, mitte kevade alguses. Seejärel jäetakse nende järglased vaevaks lillede leidmiseks, mida talvel surnult toita, ja nad peavad hakkama saama temperatuuridega, mida nad pole veel kohanenud.
"Teie suremuse tase on tohutu, " ütleb Hayward, "ja järgmisel aastal on teil [tollal] vähem tolmeldajaid."
Putukate väljakujunemiseks külma vastu on välja töötatud hulgaliselt muid viise. Kuid kui minek muutub raskeks, ei muutu mõned putukad karmimaks - nad lihtsalt lahkuvad. Näiteks monarhi liblikas on tuntud oma värvika ja aukartust äratava talvitumisstrateegia poolest: viib sadu ja sadu oma parimaid sõpru ning suundub tuhandete miilide kaugusel ekvaatori poole, et vältida külma temperatuuri.
"Seal on tõesti uskumatult mitmekesine arv viise, kuidas nad talve üle elavad, " ütleb Hayward.
