Kälteanpassung und Akklimatisierung sind zwei Arten von Anpassungen, die lebende Organismen vornehmen, wenn sich die Temperatur der Umgebung ändert. Sowohl Anpassung als auch Akklimatisierung sichern das Überleben der Organismen auf individueller und Bevölkerungsebene.
Temperaturschwankungen, auch nur wenige Grad, können für ein Tier den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten. Wenn beispielsweise die Sonne hinter einer Wolke untergeht und die Temperatur um nur zwei Grad sinkt, die Bewegung der Fliegen verlangsamt sich.
Im Allgemeinen stehen zwei physiologische Mechanismen zur Verfügung, um Anpassungen der Kälteanpassung vorzunehmen. Zuerst ist der Einsatz von Strategien zur Erhaltung der Körperwärme. Die zweite ist die Erzeugung von Körperwärme durch die metabolische Verbrennung von Nahrung als Brennstoff.
Manchmal ist kalte Anpassung eine plötzliche Reaktion
Tiere regulieren ihre Körpertemperatur bei einem plötzlichen Temperaturabfall. Dazu stellen sie eine Reihe von Reflexreaktionen dar, die durch Kälterezeptoren in der Haut vermittelt werden und deren Funktion darin besteht, Wärme zu speichern. Die wichtigsten sind:
- Verengung der peripheren Blutgefäße.
- Eine Erektion der Haare oder Federn des Tieres.
- Zittern bei kleinen Bewegungen, die durch Energieaufwand Wärme erzeugen.
- Reduzieren Sie die exponierte Oberfläche, wenn Sie eine zusammengerollte Haltung einnehmen.
Wenn die oben genannten adaptiven Barrieren der Kälte nicht gewachsen sind, erhöht der Körper seinen Grundumsatz, um die Körpertemperatur zu halten. Das ist ein enormer Energieaufwand.
Anpassung an Kälte kann auch Gruppe sein
Das ist interessant zu wissen Es gibt einzigartige Verhaltensanpassungen, die antarktische Tiere verwenden um den harten Winter zu überstehen. Kaiserpinguine zum Beispiel bilden große Kolonien.
Die Nähe zwischen Pinguinen entspricht nicht nur dem Bedürfnis, die Körperwärme zu teilen, sondern schützt sie auch vor den Auswirkungen des Windes. Eine merkwürdige Tatsache ist, dass die Pinguine in der Kolonie sie wechseln sich für die Besetzung der ersten Linie ab, die den Wind bricht.
Es gibt Unterschiede zwischen Akklimatisation und Anpassung an Kälte
Da diese Begriffe verwechselt werden können, halten wir es für wichtig, ihre Unterschiede hervorzuheben. Akklimatisierung ist die Summe der Anpassungen, die auf wiederholte und längere Exposition gegenüber niedrigen Temperaturen folgen, dh es ist ein vorübergehender Prozess.
Zweitens, Anpassung an Kälte stellt sich erst nach vielen Generationen ein und gehorcht einem Prozess der natürlichen Selektion. Obwohl die Einwirkzeit bis zur Akklimatisierung von einer Spezies zur anderen variiert, liegt sie im Allgemeinen im Bereich von zwei bis sechs Wochen.
Was ist mehr, Sobald die Temperatur ansteigt, wird die Anpassung der physiologischen Akklimatisation rückgängig gemacht. Im Gegensatz dazu ist Anpassung ein allmählicher, langfristiger und irreversibler Prozess, bei dem sich lebende Organismen über einen unbestimmten Zeitraum an die neue Umgebung anpassen.
Kalte Anpassungen: eine Welt mit charakteristischen Merkmalen
Nachdem wir die Unterschiede zwischen Anpassung und Akklimatisierung definiert haben, ist es an der Zeit, einige Beispiele dieses Anpassungsphänomens im Tierreich zu beobachten.
Ein dickes Fell: eine sehr effektive Anpassung an die Kälte
Polare Säugetiere und Vögel schützen sich physisch vor der Kälte, indem sie Winterkleid und Fell wachsen. Sie bereiten auch eine Fettschicht vor, um Wärmeverlust zu verhindern. Viele Tiere haben einen wind- oder wasserdichten Mantel.
Auch hier sind Kaiserpinguine ein sehr gutes Beispiel dafür. Diese Vögel haben vier Schichten schuppenartiger Federn. Die Lagen überlappen sich und bilden somit einen guten Windschutz, auch für extreme Bedingungen wie einen Schneesturm.
Die isolierenden Eigenschaften des Fells hängen von der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Haare und ihrer kollektiven Fähigkeit ab, eine Luftschicht einzuschließen. Bei Rentieren und Karibus zum Beispiel ist jedes Haar am äußeren Mantel hohl und enthält Tausende von luftgefüllten Hohlräumen, die durch dünne Trennwände getrennt sind.
Dicke Fettschichten, eine Ressource mit doppeltem Zweck
Wale, Robben und einige Pinguine haben dicke Speckschichten. Diese Schichten dienen als Isolierung, da sie die Körperwärme einfangen und verhindern, dass sie sich in der Mitte verteilt. Die Wirkung auf das Tier ist analog zum Einhüllen in eine Decke.
Bei einigen Tieren wird der Schutz weiter verfeinert: sie sind in der Lage, den Blutfluss im Fettgewebe zu reduzieren. Diese Strategie ist sehr effektiv, denn je weiter das Blut von der Hautoberfläche entfernt ist, desto weniger Wärme geht verloren.
Zweitens können die Fettschichten auch an Orten mit wenigen Ressourcen für Nahrung als Energiereserve genutzt werden. Beispielsweise, männliche See-Elefanten können von ihren Fettvorräten leben während der Wintersaison.
Die Kälte zwingt auch kleine Gliedmaßen
Zweifellos sind die Körperteile, die aus dem Hauptvolumen des Tieres herausragen, im Winter oft die ersten Orte, an denen es kalt wird. Kaiserpinguine haben sehr kleine Beine und Flossen, was bedeutet, dass sie weniger Blut benötigen und weniger Wärme verlieren.
Andererseits sind winzige Ohren und Schwänze eine weitere Anpassung an die Kälte. Zum Beispiel in Ilís Verwandter des Pica-Kaninchens (Ochotona iliensis), seine kleinen Anhängsel widerstehen dem Einfrieren.
Gegenstromaustausch zum Wärmesparen: das wunderbare Netzwerk
Es sollte angemerkt werden, dass kein Tier – ob groß oder klein – kann seinen ganzen Körper mit isolierender Haut bedeckenda Beine, Flossen und Nase frei bleiben müssen, um zu funktionieren. Wenn diese Gliedmaßen jedoch die Körperwärme entweichen ließen, könnten viele Tiere in kalten Klimazonen nicht überleben.
So schwimmen eine Möwe oder eine Ente im eisigen Wasser würden durch ihre Schwimmhäute schneller Wärme verlieren, als sie sie erzeugen könnten. Außerdem würden die heißen Füße auf dem Schnee ihn schmelzen und die Füße des Tieres würden bald einfrieren, ein Ereignis, das es in einer festen Position einsperren würde.
Angesichts dieses praktischen Problems hat die Natur einen einfachen, aber effektiven Mechanismus entwickelt, um den Wärmeverlust zu reduzieren. Handelt von Halten Sie Ihre Extremitäten kühl, indem Sie den wunderbaren Netzwerkanruf nutzen. Kurz gesagt findet ein Gegenstromaustausch in einem Netzwerk kleiner Arterien und Venen statt, die sich an der Verbindung von Rumpf und Gliedmaßen des Tieres bilden.
In diesem Netzwerk sind die Arterien, die das warme Blut zu den Gliedmaßen transportieren, und die Venen, die das abgekühlte Blut zurückbringen, in unmittelbarer Nähe angeordnet. Durch die Nähe kann warmes arterielles Blut seine Wärme auf kaltes venöses Blut übertragen, wodurch ein Teil der Körperwärme gespeichert werden kann.
Wie wir gesehen haben, gibt es vielfältige Anpassungen verschiedener Wirbeltiergruppen an extreme Umweltschwankungen. Dank ihnen ist es einigen Tieren gelungen, die unwirtlichsten und unwirtlichsten Umgebungen der Erde zu besiedeln.
