Зимова сплячка земноводних
Холодна кров не гріє.
Комах наступ зимового сезону застає на різних стадіях їх розвитку: у вигляді яєць, личинок, лялечок або вже дорослими. Кожен вид виробив свій підхід - на якій стадії краще «відіспатися». Наприклад, сонечко і малярійний комар зимують тільки в дорослому стані, а тля - в яєчній шкаралупі. Але є і такі, яким будь-які форми для сплячки хороші. Ось хоча б домашні мухи - вони зимують і в формі личинок, і у вигляді лялечок (в теплих гнойових купах), і в дорослому стані. Тривалість сну теж різна: метелик павине око перебуває в стані анабіозу п'ять з половиною місяців при температурі близько 6 ° C, а шовковичного шовкопряда необхідно на місяць більше при 8,6 ° C.
Дивацтва чорної риби.
Своєрідно реагують на раптове зниження температури води деякі види риб - вони впадають в шоковий стан. Після короткої фази збудження перестають дихати, плавати і виглядають як мертві. Досить, правда, щоб вода потепліла, і вони швидко оживають. Згубним для риб виявилося охолодження, що приводить до утворення в крові і тканинах кристалів льоду, що ушкоджують стінки кровоносних судин. Повернутися до життя вони можуть лише в тому випадку, якщо заморожування поширювалося тільки на поверхневі тканини. При цьому риба деякий час живе за рахунок запасів кисню в плавальному міхурі (припущення про те, що замерзлі риби дихають зябрами, виявилося неспроможним).
Одна з найбільш пристосованих до холоду риб - так звана чорна риба - живе в річках, озерах і торф'яних болотах Чукотки і Аляски. Суворий клімат дозволяє їй пожвавлюватися лише на короткий літній період, який вона використовує для розмноження. В інший брешемо року риби зариваються і вмерзают в мул. Якщо температура рідин в тілі не падає нижче - 0,3 ° C, то при повільному розморожуванні вони оживають. Якщо ж кров замерзає - риби гинуть. Місцеве населення використовує цю рибу як корм для собак. Розповідають, що якщо собака проковтне заморожену рибу цілком, то незабаром після цього вона в шлунку розморожується і починає сильно дратувати його стінки. в таких випадках собака зазвичай відригає рибу, і якщо та потрапляє у воду, то тут же незворушно спливає.
Углозуб з вічних льодів.
Земноводні до зими готуються заздалегідь, ще влітку накопичуючи запаси поживних речовин. А восени при зниженні денної температури до 8-12 ° C, а нічний до 3-5 ° C відправляються до місць майбутньої зимівлі, долаючи іноді кілька кілометрів. Одна частина з них зимує під водою, інша - на суші. Під водою зимують озерна, трав'яна, прудка, довгонога жаби. Збираються групами по 10-20 штук (іноді до 100) різної статі і віку, а іноді і різного виду, і зариваються в мул або підводні западини. При такій груповий зимівлі рівень обміну речовин у жаб майже на 40% нижче, ніж у зимуючих в поодинці. Під час зимової сплячки жаби дихають тільки через шкіру, пульс сповільнюється, але все ж, хоча і виключно повільно, земноводні ростуть і їх статеві клітини дозрівають. Причому сон у них неглибокий, і при несприятливих умовах вони можуть переміститися в інше місце в тому ж водоймі. Головне, щоб це відбулося вчасно, адже найзначніша небезпеку для них таїться в нестачі кисню. При дуже суворих зимах трапляється навіть масова загибель земноводних, особливо коли водойми, в яких вони зимують, промерзають до самого дна. Тому вони вважають за краще швидкоплинні річки і струмки, протоки, канали і озера з вливаються в них річками, тобто вибирають водойми, багаті киснем. в період зимової сплячки у земноводних різко збільшується діаметр кровоносних судин в шкірі, через яку вони дихають.
На суші проводять зиму зелена і сіра жаба, звичайна квакша, часничниці, желтобрюхая жерлянка, саламандри. Вони зимують великими групами біля підніжжя обривів, в ущелинах скель і між корінням дерев, в норах, виритих іншими тваринами, під товстим шаром листя і моху. Деякі види здатні навіть зариватися в землю.
Тритони різних видів зимують і на суші, і під водою. Перші зазвичай влаштовуються під прогнилими пнями і стовбурами дерев, що впали, а якщо не знаходять таких зручних квартир, то задовольняються тріщинами в грунті. Особливий інтерес представляють сибірські тритони - углозуби, що мешкають на величезній території від Камчатки і Сахаліну до Уралу. Це єдине хвостате земноводне на північ від Полярного кола. Навіть при 0 ° C воно ще може рухатися, а деякі окремі особини углозуба переносять охолодження (природно, в стані заціпеніння) до -37 ° C. Геологи і будівельники знаходили тритонів, вмерзнули в викопані крижані блоки. Нерідко траплялося, що розморожені і випущені в підігріту воду тритони оживали, поїдали запропоновану їм їжу - мух, павуків, акваріумних рибок. в 1956 році гірничопрохідницьких бригада в Магаданській області знайшла на 14-метровій глибині тритона. Коли повернулися в намет і затопили піч, замерзле тварина поступово розтануло і заворушилося. Його життя тривало цілих 12 годин. Тоді ж поквапилися оголосити цю подію великою сенсацією: нібито знайдений викопний тритон, який, пробувши в стані анабіозу два мільйони років, знову ожив. Насправді тритон виявився не копалиною, а сучасним. Але питання, на який час може бути збережено життя замерзлих земноводних, залишився предметом суперечок. Знайденого в інший раз на Чукотці в шматку вічного льоду сибірського углозуба піддали радіоізотопному дослідженню. Київські вчені прийшли до висновку, що вік його знаходиться в межах від 75 до 105 років, в той час як контрольні земноводні виявилися у багато разів молодше.
Практично всі види плазунів північних широт впадають взимку в сплячку. в самих північних районах вона триває 7-8 місяців. Південніше їх сплячка коротше. Ящірки зариваються в грунт, влаштовуючи собі нори на крутих сухих схилах, яким не загрожує повінь. в гарний сонячний день вони прокидаються на кілька годин, щоб погрітися на сонці і пополювати і знову ховаються, впадаючи в заціпеніння. Сухопутні черепахи забираються на півметра вглиб грунту, в природні укриття або нори кротів, лисиць, гризунів, закриваючись торфом, мохом і вологими листям. Буває, що вони прокидаються іноді на цілий тиждень. Болотні черепахи проводять зиму, зарившись в мул водойм. Змії не люблять холоду. Навіть влітку, якщо помістити змію на кілька годин в холодильник, з нею можна звертатися як з шматком мотузки. Тому зимові квартири змії підбирають ретельно і облюбовують надовго. Зазвичай це підземні печери і порожнечі, що утворилися навколо великих старих пнів з гнилими корінням, або щілини в скелях. в таких укриттях збирається велика кількість змій навіть різних видів, утворюючи величезні клубки. в них іноді налічується від кількох десятків до сотень змій, що і призвело до помилкової думки, ніби змії збираються в клубки, щоб зігрітися. Тим часом температура змій в період зимової сплячки майже не відрізняється від температури навколишнього середовища, а збираються вони разом просто від браку відповідних притулків - деякі «гуртожитку» використовуються десятиліттями.
Як же вдається тваринам зберігати життєздатність замороженими? Подібно до того, як при настанні холодів в радіатор машин додають антифриз, який замерзає при мінус 37 ° C, в рідинах тел деяких холоднокровних взимку утворюються білки-антифризи, які при появі в організмі кристалів льоду зв'язуються з ними і блокують подальшу кристалізацію води. у багатьох риб, наземних членистоногих, включаючи павуків і кліщів, ефективність білків-антифризів настільки велика, що запобігає утворенню льоду навіть при мінус 15 ° C. Крім спеціальних білків в організмі деяких холоднокровних істот виробляються ще й вуглеводи-антифризи, ще більше знижують точку максимального переохолодження. Наприклад, в тканинах багатьох комах взимку накопичується вуглевод-антифриз гліцерин, успішно перешкоджає промерзання. у гусениць галлообразующие метелики до середини зими гліцерин становить 19% всього тіла, дозволяючи переохолоджуватися до мінус 30 ° C. А волохаті гусениці арктичної метелики в замороженому стані проводять до 10 місяців в році при мінус 50 ° C і більше! Оригінально пристосовуються до низьких температур води деякі риби, що живуть в північній частині Атлантичного океану і в арктичних водах - вони змінюють склад крові. з пониженням температури води восени в їх крові накопичуються солі в такій концентрації, яка характерна для морської води, що посилює кріозахисного дію, ускладнюючи замерзання крові. Порівняно недавно в крові цих риб виявлені і спеціальні білки-антифризи, що знижують точку замерзання розчину ще більшою мірою, ніж солі.
У анабіотичних стан впадають і деякі види вищих рослин. Рекорд в цьому відношенні належить рослині бронец, зустрічається в преріях Американського континенту. Поміщене в гербарій, ця рослина витримало цілих 11 років у висушеному стані, не втративши своєї життєздатності. Неминуче виникає питання: що допомагає рослинам переносити сильне зневоднення і впадати в стан анабіозу, при якому обмін речовин протікає настільки повільно, що практично майже дорівнює нулю? На думку вчених, при зневодненні у рослин, здатних впадати в анабіотичних стан, не порушується процес дихання, який зберігає свою так звану енергетичну повноцінність. При зневодненні у рослин продовжують утворюватися багаті енергією з'єднання, наприклад АТФ (аденозинтрифосфат). Енергія, що утворюється в процесі дихання майже до повного висушування цих рослин, передається майже всім клітинним структурам і всьому клітинному вмісту, яке, зневоднення, переходить в желеобразное стан, і клітини можуть роками зберігати свою життєздатність.