Vilka däggdjur övervintrar på vintern? Liksom hos djuren vi hittills har pratat om, så är viloläget hos däggdjur en biologisk anpassning för att överleva den ogynnsamma årstiden på året. Trots att djur med konstant

Vilka förändringar sker hos däggdjur i vintervinter? Ur en fysiologisk synvinkel kännetecknas däggdjurs dvala av en försvagning av alla vitala funktioner hos organismen (se tabell) till det minimum som skulle tillåta dem att överleva

Många djur tillbringar vintern i ett tillstånd som kallas viloläge. Men av de flera tusen fågelarter som är kända idag är det bara en - Kaliforniens nattskärra - som faller i viloläge.

Denna fågel är aktiv främst på natten, och under de kalla vintermånaderna gömmer den sig i sprickor mellan stenar och andra gömställen. Dess normala kroppstemperatur är 35-45,5°C, men under viloläge sjunker den till 20°C och lägre om det blir kallt. Så fågeln sparar energi från fettdepåer.

Tidigare har forskarna inte misstänkt att nattskärran går i viloläge. Först 1946 upptäcktes en sovande fågel i en av Kaliforniens kanjoner. Emellertid visste indianerna förmodligen om detta, eftersom de kallade denna fågel "dormus".

I djup sömn

Nightjar övervintrar på avskilda platser som sprickor mellan stenar. Varje år tillbringar han cirka 90 dagar utan rörelse, med slutna ögon.

När den hotas av ett angrepp blåser nattsvinet upp sin kropp och breder ut sina vingar. Nightjar är en nattaktiv fågel som livnär sig på insekter. Hon tillbringar dagen i buskar eller träd.

Nightjar - en fågel som övervintrar

Till och med vetenskapens fader, Aristoteles, skrev i sin berömda History of Animals att vissa fåglar flyger bort till varma länder för vintern (mer om), men vissa flyger inte bort någonstans, utan gömmer sig i avskilda skydd och hålor, där de övervintrar. Denna åsikt hölls inom vetenskapen fram till början av 1800-talet. Och till och med sådana framstående naturforskare som Carl Linnaeus och Georges Cuvier skrev en gång att svalor blir domna för vintern och tillbringar denna ogynnsamma tid på botten av myrarna. Är det sant? Går fåglarna i dvala? Vi inbjuder dig att ta reda på svaret på denna fråga från vår publikation ...

Övervintrar fåglarna

När biologin tillräckligt hade studerat fåglarnas flygningar, övergavs antagandet om viloläge för fåglar helt och citerades ibland i läroböcker som en kuriosa från avlägsna antiken. Men nu senast har rapporter om konstiga fenomen hos migrerande hassvalar och svalor börjat dyka upp igen i den vetenskapliga litteraturen. Först på en avskild plats, sedan på en annan, hittade de en stor koncentration av förstenade fåglar, som dock vaknade till liv och flög iväg så fort de togs i hand. Sådana fall observerades som regel under höst- eller vårflyg i kallt, molnigt väder. I samband med sådana rapporter väcktes gamla antaganden om fåglarnas förmåga att övervintra till liv.

Denna fråga är ännu inte helt utredd, men åtminstone en fågelart är redan känd som övervintrar hela vintern. Denna fågel är en liten nordamerikansk nattskärra infödd i västra USA.

Nightjar dvala exempel

Vintern 1947 snubblade en av naturforskarna över en nattskärra i en av ravinerna, som befann sig i ett tillstånd av stupor. Under efterföljande år studerade zoologer i detalj viloläget för denna lilla nattskärra och fick reda på många konstiga detaljer. Så fågeln livnär sig huvudsakligen på nattaktiva insekter, som blir mindre och mindre när vintern närmar sig (ta reda på det). Fåglar börjar gå ner i vikt, och uppenbarligen, vid något specifikt ögonblick av utmattning i kroppen, sätter de på mekanismen för övergång till ett tillstånd av stupor. Det äger rum i november. Nightjars väljer avskilda nischer eller sprickor i klippor - vanligtvis på solsidan - och sjunker ner i en torpor som kan vara i upp till 85 dagar. Vid denna tidpunkt är nivån av ämnesomsättning hos fåglar i kroppen kraftigt reducerad.

Speciellt syreförbrukningen minskar med en faktor 30. Och kroppstemperaturen kan sjunka till 4,8 grader.

Fågeln ser ut som om den är död. Stuporen slutar i mars månad, när det blir tillräckligt varmt. Feathered vaknar snabbt och normal kroppstemperatur återställs på några timmar. Man bör verkligen komma ihåg att på de platser där denna nattskärra övervintrar är vintern mycket mild och även i januari stiger lufttemperaturen under dagen ibland till +23 grader över noll.

Funktioner av dvala nattskärror

Torporen som nattskärran faller i skiljer sig mycket från den vinterdvala som många däggdjur hamnar i. Först och främst samlar fågelkroppen inte bara energireserver i form av fett, utan förbrukar tvärtom en betydande del av dem. Om markekorrar eller murmeldjur går i vinterdvala, bokstavligen svullna av fett, blir fåglarna väldigt smala innan de domnar. Deras reserver av energiresurser håller på att ta slut och bara tillräckligt för att vakna upp och återuppta matproduktionen. Därför kallas inte fenomenet fågeltorpor vinterdvala, men hypotermi.

Avsnitt: Biologi

Mål:öka elevernas kunskapsområden; lära sig att analysera fenomenet med tillfälligt upphörande av vital aktivitet i levande organismer, använda det som ett sätt att anpassa sig och överleva under ogynnsamma förhållanden.

Utrustning: tabeller över blötdjur, kräftdjur, insekter, fiskar, amfibier, reptiler, fåglar, däggdjur.

Vintersäsongen är ogynnsam för många företrädare för djur- och växtvärlden, både på grund av låga temperaturer och en kraftig minskning av förmågan att få mat. Under den evolutionära utvecklingen har många arter av djur och växter skaffat sig speciella adaptiva mekanismer för att överleva under en ogynnsam årstid. Hos vissa djurarter har instinkten att skapa matreserver uppstått och etablerat sig; andra har utvecklat en annan anpassning - migration. Slående långa flygningar av många fågelarter, migration av vissa fiskarter och andra representanter för djurvärlden är kända. Men i evolutionsprocessen hos många djurarter märktes en annan perfekt fysiologisk anpassningsmekanism - förmågan att hamna i ett livlöst tillstånd vid första anblicken, som manifesterar sig olika i olika djurarter och har olika namn (anabios, hypotermi, etc.). Samtidigt kännetecknas alla dessa tillstånd av hämning av kroppens vitala funktioner till ett minimum som gör att den kan överleva ogynnsamma vinterförhållanden utan att äta. Ett sådant tillstånd av imaginär död faller in i de djurarter som inte kan försörja sig med mat på vintern och för dem finns det en fara för döden av kyla och hunger. Och allt detta, utvecklat i evolutionsprocessen, är föremål för strikt naturlig lämplighet - behovet av att bevara arten.

Hibernation är ett utbrett fenomen i naturen, trots att dess manifestationer är olika hos representanter för vissa grupper av djur, oavsett om de är djur med instabil kroppstemperatur (poikilotermisk), även kallad kallblodig, där kroppstemperaturen beror på omgivningstemperatur, eller djur med konstant kroppstemperatur (homeotermisk), även kallad varmblodiga.

Bland djur med instabil kroppstemperatur hamnar olika arter av blötdjur, kräftdjur, spindeldjur, insekter, fiskar, groddjur och reptiler i viloläge och från djur med konstant kroppstemperatur, flera fågelarter och många arter av däggdjur.

Hur övervintrar sniglar?

Från den mjuka typen faller många typer av sniglar i vinterdvala (till exempel alla landsniglar). Påträffade trädgårdssniglar övervintrar i oktober, och det varar till början av april. Efter en lång förberedelseperiod, under vilken de ackumulerar de nödvändiga näringsämnena i sina kroppar, hittar eller gräver sniglarna minkar så att flera individer kan övervintra tillsammans djupt under jorden, där temperaturen kommer att hållas vid 7 - 8 ° C. Efter att ha täppt till minkarna väl, går sniglarna ner till botten och ligger med skalet öppnande. De stänger sedan detta hål och frigör ett slemmigt ämne som snart stelnar och blir elastiskt (filmliknande). Med en betydande köldknäpp och brist på näringsämnen i kroppen gräver sig sniglarna ännu djupare ner i marken och bildar ytterligare en film, vilket skapar luftkammare som spelar rollen som en utmärkt isolator. Det har konstaterats att under en lång övervintringsperiod förlorar sniglar mer än 20 % av sin vikt, med den största förlusten under de första 25-30 dagarna. Detta beror på det faktum att alla metaboliska processer gradvis bleknar för att nå det minimum där djuret nästan hamnar i ett tillstånd av suspenderad animation med knappt märkbara vitala funktioner. Under viloläge matar inte snigeln, andningen slutar nästan. På våren, när de första varma dagarna kommer och marktemperaturen når 8-10 ° C, när växtligheten börjar utvecklas och de första regnet faller, kommer sniglarna ut ur sina vinterskydd. Sedan börjar intensiv aktivitet för att återställa uttömda matreserver i kroppen; detta uttrycks i absorptionen av en enorm mängd mat jämfört med deras kropp.

Vattensniglar, dammsniglar, hamnar också i ett tillstånd av viloläge - de flesta av dem gräver sig ner i silt på botten av reservoaren där de lever.

Var övervintrar kräftorna?

Alla känner till hotet som är populärt bland folket: "Jag ska visa dig var kräftorna övervintrar!". Man tror att detta ordspråk dök upp under livegenskapens tid, när godsägarna, som straffade de skyldiga livegna, tvingade dem att fånga kräftor på vintern. Samtidigt är det känt att detta är nästan omöjligt, eftersom kräftor övervintrar, djupt begravda i hål på botten av reservoarer.

Ur taxonomisynpunkt är klassen av kräftdjur uppdelad i två underklasser - högre och lägre kräftdjur.

Av de högre kräftdjuren hamnar flod-, kärr- och sjökräftor i viloläge. Hanar övervintrar i grupper i djupa gropar i botten och honor ensamma i minkar, och i november limmar de befruktade ägg på sina korta ben, från vilka myrstora kräftdjur kläcks först i juni.

Av de lägre kräftdjuren är vattenloppor (släktet Daphnia) av intresse. De lägger, beroende på förhållandena, två typer av ägg - sommar och vinter. Vinterägg har ett starkt skal och bildas när ogynnsamma levnadsförhållanden uppstår. För vissa arter av lägre kräftdjur är uttorkning och till och med frysning av ägg nödvändigt tillstånd att fortsätta sin utveckling.

Diapause hos insekter

Med antalet arter överträffar insekter alla andra klasser. Deras kroppstemperatur beror på miljön, vilket har en stark effekt på hastigheten för vitala influenser, och låga temperaturer minskar denna hastighet kraftigt. Vid negativa temperaturer saktar hela utvecklingen av insekten ner eller stoppar praktiskt taget. Detta anabiotiska tillstånd, känt som "diapaus", är ett reversibelt stopp av utvecklingsprocesser och orsakas av yttre faktorer. Diapause inträffar när förhållandena är ogynnsamma för livet och fortsätter under hela vintern, tills förhållandena blir gynnsammare när våren börjar.

Vintersäsongens början finner olika typer av insekter i olika stadier av deras utveckling, där de övervintrar - i form av ägg, larver, puppor eller vuxna former, men vanligtvis hamnar varje enskild art i diapaus vid ett visst stadium av sin utveckling. Så, till exempel, den sjufläckiga nyckelpigan övervintrar som vuxen.

Det är karakteristiskt att övervintringen av insekter föregås av en viss fysiologisk förberedelse av deras kropp, bestående av ackumulering av fri glycerol i deras vävnader, vilket inte tillåter frysning. Detta inträffar i utvecklingsstadiet av insekten där de kommer att övervintra.

Även med början av de första tecknen på en köldknäpp på hösten, hittar insekter bekväma skydd (under stenar, under trädbarken, under fallna löv i hålor i jorden, etc.), där temperaturen efter ett snöfall är måttligt låg och enhetlig.

Varaktigheten av diapaus hos insekter är direkt relaterad till reserverna av fett i kroppen. Bina hamnar inte i en lång diapaus, men fortfarande vid en temperatur på 0 till 6 ° C blir de domna och kan stanna i detta tillstånd i 7-8 dagar. Vid lägre temperaturer dör de.

Det är också intressant hur insekter exakt bestämmer ögonblicket när de ska lämna det anabiotiska tillståndet. Forskare N.I. Kalabukhov undersökte anabios hos vissa arter av fjärilar. Han fann att diapausens varaktighet varierar från art till art. Till exempel var påfågelfjärilen i svävande animation i 166 dagar vid en temperatur på 5,9 ° C, medan silkesmasken behövde 193 dagar vid en temperatur på 8,6 ° C. Enligt forskaren påverkar även skillnader i det geografiska området diapausens varaktighet.

Går fiskar i dvala?

På ett märkligt sätt anpassar sig vissa arter av en stor klass av fisk till låga vattentemperaturer på vintern. Normal kroppstemperatur hos fisk är inte konstant och motsvarar vattnets temperatur. Med ett plötsligt kraftigt fall i vattentemperaturen hamnar fisken i ett tillstånd av chock. Det räcker dock att vattnet värms upp och de snabbt "vaknar till liv". Experiment har visat att fryst fisk kommer till liv först när deras blodkärl inte är frusna.

Ursprungligen anpassade till låga vattentemperaturer på vintern, vissa fiskar som lever i arktiska vatten: de ändrar sin blodsammansättning. Med en minskning av vattentemperaturen på hösten ackumuleras salter i blodet i en sådan koncentration som är karakteristisk för havsvatten, och samtidigt fryser blodet med stor svårighet (ett slags frostskyddsmedel).

Från sötvattensfisk faller karp, ruff, abborre, havskatt och andra i vinterdvala i november. När vattentemperaturen sjunker under 8 - 10°C, flyttar dessa fiskar till de djupare delarna av reservoarerna, gräver ner sig stora grupper i silt och förblir där i viloläge hela vintern.

Vissa marina fiskar uthärdar också extrem kyla under viloläge. Så till exempel närmar sig sill redan på hösten Ishavets kust för att hamna i viloläge på botten av någon liten vik. Svarta havets ansjovis övervintrar också i de södra delarna av havet - utanför Georgiens kust, vid denna tidpunkt är den inte aktiv och konsumerar inte mat. Och den azoviska ansjovisen före vinterperiodens början migrerar till Svarta havet, där den samlas i grupper i ett relativt stillasittande tillstånd.

Hibernation hos fisk kännetecknas av deras extremt begränsade aktivitet, fullständigt upphörande av utfodring och en kraftig minskning av ämnesomsättningen. Vid denna tidpunkt stöds deras kropp av reserverna av näringsämnen som ackumulerats på grund av riklig näring på hösten.

dvala av amfibier

När det gäller livsstil och struktur är klassen av amfibier en övergång mellan typiskt vattenlevande ryggradsdjur och typiskt landlevande djur. Det är känt att olika sorter grodor, salamander, salamandrar tillbringar också den ogynnsamma vintersäsongen i ett tillstånd av stupor, eftersom dessa är djur med instabil kroppstemperatur, vilket beror på omgivningstemperaturen.

Det har fastställts att grodors viloläge varar från 130 till 230 dagar och dess varaktighet beror på vinterns varaktighet.

I reservoarer, för att övervintra, samlas grodor i grupper om 10-20 exemplar, gräver ner sig i silt, i undervattensfördjupningar och andra tomrum. Under vinterdvalan andas grodor endast genom huden.

På vintern häckar vattensalamander vanligtvis under varma, ruttna stubbar och stammar av fallna träd. Om de inte hittar sådana bekväma "lägenheter" i närheten är de nöjda med sprickor i jorden.

Reptiler övervintrar också

Från klassen av reptiler hamnar nästan alla arter av vår fauna i ett tillstånd av viloläge på vintern. Låga vintertemperaturer är huvudorsaken till detta fenomen.

Vinterkvarter är vanligtvis underjordiska grottor eller tomrum som bildas runt stora gamla stubbar med ruttna rötter, springor i stenar och andra platser som inte är tillgängliga för deras fiender. I sådana härbärgen samlas ett stort antal ormar och bildar enorma spolar av ormar. Det har fastställts att ormars temperatur under viloläge nästan inte skiljer sig från omgivningstemperaturen.

De flesta arter av ödlor (äng, randig, grön, skog, spindel) övervintrar också, gräver sig ner i jorden, i hålor som inte är hotade av översvämning. Under varma, soliga dagar på vintern kan ödlor "vakna" och krypa ut ur sina vinterskydd i flera timmar för att jaga, varefter de återigen gömmer sig i sina hålor och hamnar i ett tillstånd av torpor.

Myrsköldpaddor tillbringar vintern med att gräva ner sig i silt av reservoarerna där de lever, medan landlevande sköldpaddor klättrar till ett djup av 0,5 m ner i jorden in i några naturliga skydd eller hål av mullvadar, rävar, gnagare och täcker sig med torv, mossa och blöta löv.

Förberedelserna för övervintring börjar i oktober, när sköldpaddor samlar fett. På våren, med tillfällig uppvärmning, vaknar de, ibland under en hel vecka.

Finns det fåglar som övervintrar på vintern?

De flesta djur med instabil kroppstemperatur, som beror på miljön, hamnar i ett tillstånd av viloläge. Men överraskande nog kan många djur med konstant kroppstemperatur, till exempel fåglar, även övervintra under årets ogynnsamma årstider. Det är känt att de flesta fåglar undviker ogynnsamma vinterförhållanden genom att flytta. Till och med Aristoteles uppmärksammade i sin multi-volym History of Animals det faktum att "några av fåglarna flyger iväg för att övervintra i varma länder, medan andra tar sin tillflykt till olika härbärgen, där de hamnar i dvala.”

Den stora svenska naturforskaren Karl Linné kom också till denna slutsats, som i sitt arbete "Naturens system" skrev: "På hösten, när kylan börjar, börjar svalor, som inte hittar tillräckligt med insekter för föda, söka skydd för övervintring i vass. bäddar längs stranden av sjöar och floder. ".

Torporen som vissa fågelarter hamnar i skiljer sig helt från den vinterdvala som är vanlig för många däggdjur. Först och främst samlar fåglarnas kropp inte bara energireserver i form av fett, utan förbrukar tvärtom en betydande del av dem. Medan däggdjur går in i vinterdvala, efter att ha gått upp märkbart i vikt, går fåglarna ner mycket i vikt före stupor. Det är därför som fenomenet torpor hos fåglar, enligt den sovjetiske biologen R. Potapov, inte bör kallas vinterdvala, utan hypotermi.

Fram till nu är mekanismen för hypotermi hos fåglar inte helt klarlagd. Fåglarnas fall i ett tillstånd av stupor under ogynnsamma levnadsförhållanden är en adaptiv fysiologisk reaktion som har fixerats i evolutionsprocessen.

Vilka däggdjur övervintrar på vintern?

Liksom hos de djur som diskuterats tidigare, så är viloläget hos däggdjur en biologisk anpassning för att överleva den ogynnsamma årstiden på året. Även om djur med konstant kroppstemperatur vanligtvis tolererar kalla klimat, har bristen på lämplig mat på vintern gjort att vissa av dem under evolutionens gång har förvärvat och gradvis befäst denna speciella instinkt - att tillbringa en ogynnsam vintersäsong i ett inaktivt tillstånd av viloläge .

Det finns tre typer av viloläge beroende på graden av torpor:

1) lätt torpor, som lätt upphör (tvättbjörn, grävling, björn, mårdhund);

2) fullständig stupor, åtföljd av periodiska uppvaknanden endast på varmare vinterdagar (hamstrar, jordekorrar, fladdermöss);

3) verklig oupphörlig dvala, som är en stabil, långvarig dvala (markekorrar, igelkottar, murmeldjur, jerboas).

Däggdjurs vinterdvala föregås av en viss fysiologisk beredning av organismen. Det består främst av ackumulering av fettreserver, främst under huden. Hos vissa vintersovrar når subkutant fett 25 % av den totala kroppsvikten. Till exempel blir markekorrar feta i början av hösten och ökar sin kroppsvikt tre gånger jämfört med vår-sommarvikten. Före vinterdvalan blir igelkottar och brunbjörnar, liksom alla fladdermöss, betydligt fetare.

Andra däggdjur, som hamstrar och jordekorrar, samlar inte på sig stora fettlager, utan lagrar mat i sitt skydd för att använda under deras korta uppvaknandeperioder på vintern.

Under vinterdvalan ligger alla arter av däggdjur orörliga i sina hålor, ihoprullade till en boll. Så det är bäst att hålla värmen och begränsa värmeväxlingen med omgivningen. Zimnik lägenheter av många däggdjur är naturlig tomhet av stjälkar och trädhålor.

Från insektsätande däggdjur samlar igelkotten, som förbereder sig för viloläge, mossa, löv, hö på en avskild plats och ordnar ett bo för sig själv. Men den "bosätter sig" i sitt nya hem först när temperaturen hålls under 10 ° C under lång tid. Innan dess äter igelkotten rikligt för att samla energi i form av fett.

Vinterdvala för brunbjörnar är en lätt dvala. I naturen, på sommaren, samlar en björn ett tjockt lager av subkutant fett och, omedelbart före vinterns början, lägger sig i sitt lya för viloläge. Vanligtvis är lyan täckt av snö, så det är mycket varmare inne än ute. Under vinterdvalan används de ackumulerade fettreserverna av björnens kropp som en näringskälla och skyddar även djuret från att frysa.

Ur en fysiologisk synvinkel kännetecknas däggdjurs viloläge av försvagning av alla vitala funktioner i kroppen till det minimum som skulle tillåta dem att överleva ogynnsamma vinterförhållanden utan mat.