Животные используют различные стратегии, чтобы выжить в холоде
Морозные температуры представляют собой серьезную проблему для жизни, которая основана на воде. У животных есть три основные стратегии выживания при экстремально низких зимних температурах: мигрировать, оставаться на месте и противостоять холоду или снизить температуру тела и скорость метаболизма в состоянии, называемом оцепенением (которое включает в себя как дремоту, так и полноценную спячку). Основная роль этих стратегий холодового выживания заключается в преодолении энергетического дефицита, вызванного снижением солнечной энергии и доступности пищи в зимний период.
Биологи обычно изучали эти стратегии холодового выживания изолированно, рассматривая их как взаимоисключающие альтернативы. Однако, согласно новому исследованию, проведенному Джорджией Аутери, биологом из Мичиганского университета, многие животные сочетают несколько стратегий, чтобы победить холод.
Например, многие летучие мыши, обитающие в высоких широтах, и птицы, такие как ласточки, пеночки и колибри, используют как миграцию, так и оцепенение. В некоторых случаях стратегии разделяются среди представителей одного вида: некоторые голубые сойки мигрируют на юг зимой, а другие остаются на месте, а отдельные восточные бурундуки часто переходят от оцепенения к сопротивлению холоду, когда пища в изобилии.
"Каждая стратегия выживания при холоде существует не как бинарная, а как спектр", - объясняет доктор Аутери. "Раздельное рассмотрение этих стратегий упускает возможность выявить более широкие закономерности и механизмы и исключает возможность открытий, требующих сравнения разных стратегий"
Интегрированная концептуальная схема для отображения стратегий холодового выживания, разработанная доктором Аутери, может помочь устранить расхождения в правиле Бергмана, которое утверждает, что тенденция увеличения размера тела животных в более высоких широтах способствует устойчивости к холоду из-за меньшего отношения площади поверхности к объему, что является отличительной чертой крупных животных. Однако многие перелетные птицы и мелкие млекопитающие отклоняются от этого правила.
"Предложенная схема, которая рассматривает стратегии холодового выживания в совокупности, разрешает загадку, почему некоторые таксоны "нарушают" правило", - говорит доктор Аутери. "Мелкие млекопитающие плохо следуют этому правилу, потому что они часто используют оцепенение вместо сопротивления. Перелетные птицы подчиняются правилу менее строго, потому что, как и мелкие млекопитающие, они используют альтернативу - миграцию"
Чтобы концептуализировать и количественно оценить стратегии выживания в условиях холода, доктор Аутери предлагает схему, состоящую из четырех основных компонентов. Она утверждает: 1) что сезонная миграция, оцепенение и холодоустойчивость должны рассматриваться в совокупности; 2) что виды часто используют несколько стратегий; 3) что каждая из этих стратегий существует в спектре, который допускает частичное использование; и 4) что виды могут демонстрировать пропорциональное использование, когда использование одной стратегии приводит к значительному снижению использования других.
По словам доктора Аутери, эта новая интегрированная концептуальная схема может пролить свет на такие явления, как реакция животных на изменение климата, способность колонизировать высокие широты, динамика заболеваний, разделение ниш, адаптивные компромиссы или то, как изменения сезонных режимов влияют на экологические сети.
Исследование опубликовано в журнале Biology Letters.
