Aanpassing aan de kou en acclimatisatie zijn twee soorten aanpassingen die levende organismen maken wanneer de temperatuur van de omgeving verandert. Zowel aanpassing als acclimatisatie zorgen voor het voortbestaan van organismen op individueel en populatieniveau.
Variatie in temperatuur, zelfs een paar graden, kan voor een dier het verschil betekenen tussen leven en dood. Als de zon bijvoorbeeld achter een wolk ondergaat en een temperatuurdaling van slechts twee graden veroorzaakt, de beweging van de vliegen vertraagt.
Over het algemeen zijn er twee fysiologische mechanismen beschikbaar om aanpassingen aan de koude-adaptatie aan te brengen. Eerst is het gebruik van strategieën om lichaamswarmte vast te houden. De tweede, het genereren van lichaamswarmte door de metabolische verbranding van voedsel als brandstof.
Soms is koude aanpassing een plotselinge reactie
Dieren reguleren hun lichaamstemperatuur wanneer ze worden geconfronteerd met een plotselinge temperatuurdaling. Hiervoor presenteren ze een reeks reflexreacties, die worden gemedieerd door koude receptoren in de huid en hun functie is om warmte vast te houden. De belangrijkste zijn:
- Vernauwing van perifere bloedvaten.
- Een erectie van het haar of de veren van het dier.
- Trillingen in kleine bewegingen die warmte creëren door energie te verbruiken.
- Vermindering van het blootgestelde oppervlak bij het aannemen van een opgerolde houding.
Als het aantal hierboven genoemde adaptieve barrières de kou niet aankan, zal het lichaam zijn basaal metabolisme verhogen om de lichaamstemperatuur op peil te houden. Dit is een enorm energieverbruik.
Aanpassing aan kou kan ook groep zijn
Het is interessant om te weten dat er zijn unieke gedragsaanpassingen die Antarctische dieren gebruiken om de strenge winter te overleven. Keizerspinguïns vormen bijvoorbeeld grote kolonies.
De nabijheid tussen pinguïns beantwoordt niet alleen aan de behoefte om lichaamswarmte te delen, maar beschermt ze ook tegen de effecten van de wind. Een merkwaardig feit is dat de pinguïns in de kolonie ze wisselen elkaar af voor de bezetting van de eerste lijn die de wind breekt.
Er zijn verschillen tussen acclimatisatie en aanpassing aan kou
Omdat deze termen kunnen worden verward, vinden we het essentieel om hun verschillen te benadrukken. Acclimatisatie is de som van aanpassingen die volgen op herhaalde en langdurige blootstelling aan lage temperaturen, dat wil zeggen dat het een tijdelijk proces is.
Ten tweede, aanpassing aan kou vindt pas na vele generaties plaats en gehoorzaamt aan een proces van natuurlijke selectie. Dus, hoewel de blootstellingstijd voor acclimatisatie varieert van de ene soort tot de andere, vindt deze over het algemeen plaats in een bereik van twee tot zes weken.
Bovendien, zodra de temperatuur stijgt, wordt de fysiologische aanpassing van de acclimatisatie omgekeerd. Aanpassing daarentegen is een geleidelijk, langdurig en onomkeerbaar proces waarvan levende organismen laten zien dat ze zich over een onbepaalde tijdsperiode aanpassen aan de nieuwe omgeving.
Koude aanpassingen: een wereld van karakteristieke kenmerken
Zodra we de verschillen tussen aanpassing en acclimatisatie hebben gedefinieerd, is het tijd om bepaalde voorbeelden van dit adaptieve fenomeen in het dierenrijk te observeren.
Een dikke vacht hebben: een zeer effectieve aanpassing aan de kou
Polaire zoogdieren en vogels beschermen zichzelf fysiek tegen de kou door winterkleed en vacht te laten groeien. Ze bereiden ook een vetlaag voor om warmteverlies te voorkomen. Veel dieren hebben een wind- of waterdichte vacht.
Nogmaals, keizerspinguïns zijn hier een heel goed voorbeeld van. Deze vogels hebben vier lagen schaalachtige veren. De lagen overlappen elkaar en vormen zo een goede bescherming tegen de wind, zelfs voor extreme omstandigheden zoals een sneeuwstorm.
De isolerende eigenschappen van de vacht hangen af van de thermische geleidbaarheid van de individuele haren en hun collectieve vermogen om een luchtlaag op te vangen. Bij rendieren en kariboes is bijvoorbeeld elke haar op de buitenmantel hol en bevat duizenden met lucht gevulde holtes, gescheiden door dunne tussenschotten.
Dikke vetlagen, een hulpbron voor twee doeleinden
Walvissen, zeehonden en sommige pinguïns hebben dikke lagen blubber. Deze lagen fungeren als isolatie, omdat ze lichaamswarmte vasthouden en voorkomen dat deze zich in het midden verspreidt. Het effect op het dier is analoog aan het zich in een deken wikkelen.
Bij sommige dieren wordt de bescherming verder verfijnd: ze kunnen de bloedstroom in vetweefsel verminderen. Deze strategie is zeer effectief, want hoe verder het bloed van het huidoppervlak is, hoe minder warmte er verloren gaat.
Ten tweede kunnen de vetlagen ook worden gebruikt als energiereserve op plaatsen met weinig voedselbronnen. Bijvoorbeeld, mannelijke zeeolifanten kunnen leven van hun vetreserves tijdens het winterseizoen.
De kou legt ook kleine ledematen op
Zonder twijfel zijn de lichaamsdelen die uitsteken uit het hoofdvolume van het dier vaak de eerste plaatsen waar het in de winter koud wordt. Keizerspinguïns hebben hele kleine pootjes en vinnen, wat betekent dat ze minder bloed nodig hebben en minder warmte verliezen.
Aan de andere kant zijn kleine oren en staarten een andere aanpassing aan de kou. Bijvoorbeeld in Ilí's familielid van het pica konijn (Ochotona iliensis), zijn kleine aanhangsels zijn bestand tegen bevriezing.
Tegenstroomuitwisseling om warmte te besparen: het wonderbaarlijke netwerk
het zou genoteerd moeten worden dat geen enkel dier - groot of klein - kan zijn hele lichaam bedekken met een isolerende huidomdat de benen, vinnen en neus vrij moeten blijven om te kunnen functioneren. Als deze ledematen echter lichaamswarmte zouden laten ontsnappen, zouden veel dieren niet kunnen overleven in koude klimaten.
Dus een meeuw of een eend die in ijskoud water zwemt zouden sneller warmte verliezen via hun zwemvliezen dan ze het zouden kunnen genereren. Bovendien zouden de hete voeten op de sneeuw het doen smelten en zouden de voeten van het dier spoedig bevriezen, een gebeurtenis die het in een vaste positie zou houden.
Geconfronteerd met dit praktische probleem heeft de natuur een eenvoudig maar effectief mechanisme ontwikkeld om warmteverlies te verminderen. Gaat over houd je ledematen koel door gebruik te maken van de prachtige netwerkoproep. Kortom, er vindt een tegenstroomuitwisseling plaats in een netwerk van kleine slagaders en aders die zich vormen op de kruising van de romp van het dier en de ledemaat.
In dit netwerk zijn de slagaders die het warme bloed naar de ledematen transporteren en de aders die het gekoelde bloed terugvoeren dicht bij elkaar gerangschikt. Nabijheid stimuleert warm arterieel bloed om zijn warmte over te dragen aan koud veneus bloed, waardoor een deel van de lichaamswarmte kan worden behouden.
Zoals we hebben gezien, zijn er meerdere aanpassingen door verschillende groepen gewervelde dieren aan extreme omgevingsvariaties. Dankzij hen zijn sommige dieren erin geslaagd de meest onherbergzame en gure omgevingen op aarde te koloniseren.
