Тайната На Хибернацията На Костенурките: Дишане На Дупето

{h1}

Сладководни костенурки зимуват под вода през зимата. Но как оцеляват в покритите с лед езера, когато не могат да поемат дъх?

Тази статия е първоначално публикувана на Разговорът. Изданието допринесе за статията в науката на живо Гласове на експерти: Op-Ed & Insights.

Да дишате или да не дишате, това е въпросът.

Какво ще се случи, ако бъдете потопени в езерце, където температурата на водата се колебаеше точно над замръзване и повърхността беше затворена от капак от лед за 100 дни?

Е, очевидно ще умреш.

И това е така, защото не си толкова готин като костенурка. И под готино нямам предвид просто невероятно, имам предвид буквално готино, както в студа. Плюс това не можете да дишате през дупето си.

Но костенурките могат, което е само една от многото причини, че костенурките са наистина страхотни.

Студеното време се забавя

Като ектотерма - животно, което разчита на външен източник на топлина - телесната температура на костенурка проследява тази на средата си. Ако водата в езерото е 1 ℃, това е и тялото на костенурката.

Но костенурките имат бели дробове и те вдишват въздух. И така, как е възможно те да оцелеят във фригидно езерце с капак от лед, което не им позволява да излязат за въздух? Отговорът се крие в връзката между телесната температура и метаболизма.

Студена костенурка в студена вода има бавен метаболизъм. Колкото по-студено става, толкова по-бавен е неговият метаболизъм, което се превръща в по-ниски нужди от енергия и кислород.

Когато костенурките зимуват, те разчитат на съхранена енергия и поемат кислород от езерната вода, като я преместват по повърхности на тялото, които се зачервяват с кръвоносни съдове. По този начин те могат да получат достатъчно кислород, за да издържат минималните си нужди, без да използват дробовете си. Костенурките имат една област, която е особено добре васкуларизирана - задните им части.

Вижте, не се шегувах, костенурките наистина могат да дишат през дупетата си. (Техническият термин е клоакално дишане.)

Не е замразено, а просто студено

Ние не сме костенурки. Ние сме ендотерми - скъпи метаболитни топлинни пещи, които трябва постоянно да захранват телата си с храна, за да генерират телесна топлина и да поддържат постоянна температура, за да останат живи и здрави.

Когато е студено навън, натрупваме дрехи, за да улавим метаболитната топлина и да останем топли. Никога не бихме могли да вземем достатъчно кислород през васкуларизираните повърхности, различни от дробовете ни, за да осигурим голямото търсене на метаболитните ни пещи.

За хората промяната на телесната температура е признак на заболяване, че нещо не е наред. Когато телесната температура на костенурка се промени, това е просто защото околната среда е станала по-топла или студена.

Но дори ектотермите имат своите граници. С много малки изключения (напр. Бокс костенурки), възрастните костенурки не могат да издържат на минусови температури; те не могат да оцелеят с ледени кристали в телата си. Ето защо сладководни костенурки зимуват във вода, където телесните им температури остават относително стабилни и няма да преминат под замръзване.

Водата действа като температурен буфер; той има висока специфична топлина, което означава, че е необходимо много енергия за промяна на температурата на водата. Температурата на водата в езерото остава доста стабилна през зимата и ектотерма, който седи в тази вода, ще има подобно стабилна телесна температура. От друга страна, въздухът има ниска специфична топлина, така че температурата му се колебае и става твърде студена за оцеляване на костенурките.

Крамни мускули

Заледеното с лед езерце представлява два проблема за костенурките: те не могат да поемат дъх и малко нов кислород попада във водата. На всичкото отгоре в езерото има и други фактори, които консумират кислорода, който се произвежда от водни растения през лятото.

През зимата, с усвояването на кислорода, езерцето става хипоксично (ниско съдържание на кислород) или аноксично (изчерпване на кислорода). Някои костенурки могат да се справят с вода с ниско съдържание на кислород, а други не могат.

Щракащите костенурки и боядисаните костенурки толерират тази стресова ситуация, превключвайки метаболизма си към такъв, който не изисква кислород. Тази способност е невероятна, но може да бъде опасна, дори смъртоносна, ако продължава твърде дълго, защото киселините се натрупват в тъканите им в резултат на този метаболитен превключвател.

Но колко време е "твърде дълго?" Както щракащите костенурки, така и боядисаните костенурки могат да преживеят принудителното потапяне при температури на студена вода в лабораторията за повече от 100 дни. Рисуваните костенурки са царете на толерантността към аноксия. Те мобилизират калция от черупките си, за да неутрализират киселината, по същия начин, по който приемаме антиациди, съдържащи калций, при киселини.

През пролетта, когато анаеробните костенурки излязат от хибернация, те са основно една голяма мускулна схватка. Това е все едно когато отидете на твърд ход - тялото ви преминава към анаеробен метаболизъм, млечната киселина се натрупва и получавате спазъм. Костенурките са отчаяно да се забавляват на слънце, за да повишат телесната си температура, да подпалят метаболизма си и да елиминират тези киселинни странични продукти.

И е трудно да се движиш, когато са толкова схващащи, което ги прави уязвими за хищници и други опасности. Пролетното появяване може да бъде опасно време за тези летаргични костенурки.

Проследяване на костенурките със студено време

Теренните биолози са склонни да правят своите изследвания през пролетта и лятото, когато животните са най-активни. Но в Онтарио, където зимите са дълги, много видове костенурки са неактивни половината от живота си.

Разбирането за това, което правят и имат нужда през зимата, е от съществено значение за тяхното опазване и защита на местообитанията, особено като се има предвид, че две трети от вида костенурки са изложени на риск от изчезване.

Моята изследователска група е наблюдавала няколко вида сладководни костенурки по време на зимен сън. Прикрепяме миниатюрни устройства към черупките на костенурките, които измерват температурата и ни позволяват да ги следваме под леда.

Установихме, че всички видове избират да презимуват във влажни зони, които лежат точно над замръзване, че се движат под леда, зимуват на групи и се връщат на същите места зимата след зимата.

Въпреки цялата тази работа, ние все още знаем толкова малко за тази част от живота на костенурките.

И така, правя това, което би направил всеки ангажиран биолог: изпращам студентите си да правят полеви изследвания в -25 ℃. Ние не се ограничаваме до биологията в благоприятни условия тук.

Освен това в един канадски зимен пейзаж има несравнима красота, особено когато си представите всички тези страхотни костенурки под леда, дишащи през дупетата им.

Жаклин Лицгюс, професор, катедра по биология, Лаурентински университет

Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation. Прочетете оригиналната статия.


Видео Добавка: .




Изследване


Птиците Наистина Ли Изоставят Пилетата Си, Ако Хората Ги Докоснат?
Птиците Наистина Ли Изоставят Пилетата Си, Ако Хората Ги Докоснат?

Коалас За Хората: „Ние Не Сме Мечки“
Коалас За Хората: „Ние Не Сме Мечки“

Наука Новини


Синеоките Имигранти Трансформираха Древен Израел Преди 6 500 Години
Синеоките Имигранти Трансформираха Древен Израел Преди 6 500 Години

„Окото“ Не Може Да Изглежда: 9 Наранявания На Очната Ябълка, Които Ще Ви Накарат Да Се Изплъзнете
„Окото“ Не Може Да Изглежда: 9 Наранявания На Очната Ябълка, Които Ще Ви Накарат Да Се Изплъзнете

Нова Субатомна Частица Или Течен Модел? 3 Теста Ще Покажат
Нова Субатомна Частица Или Течен Модел? 3 Теста Ще Покажат

Как Да Свалите Сателит: Върнете Се 22 Години
Как Да Свалите Сателит: Върнете Се 22 Години

Водата Дълбоко В Земното Ядро ​​Може Да Идва От Прах, Завъртащ Се Около Слънцето
Водата Дълбоко В Земното Ядро ​​Може Да Идва От Прах, Завъртащ Се Около Слънцето


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com