Zima to dla dzikich zwierząt jeden z najbardziej wymagających okresów w roku. Niskie temperatury, śnieg oraz ograniczona dostępność pożywienia sprawiają, że przetrwanie wymaga uruchomienia wyjątkowych mechanizmów obronnych przed zimą. W toku ewolucji zwierzęta wykształciły różnorodne strategie adaptacyjne – od snu zimowego i hibernacji, przez migracje, aż po biochemiczne mechanizmy chroniące organizm przed zamarzaniem.
Sposób reagowania na zimę zależy od grupy systematycznej, trybu życia oraz środowiska. Inaczej radzą sobie ssaki, inaczej ptaki, a jeszcze inne rozwiązania spotykamy u płazów, gadów i owadów.
Jak zwierzęta radzą sobie zimą?
Podstawową strategią przetrwania zimy jest ograniczenie wydatków energetycznych. Gdy zdobycie pokarmu staje się trudne lub niemożliwe, wiele gatunków zmniejsza aktywność, spowalnia metabolizm lub całkowicie zapada w stan uśpienia. Inne zwierzęta zmieniają sposób odżywiania, miejsce bytowania albo łączą się w większe grupy, co zwiększa ich bezpieczeństwo.
Część zwierząt decyduje się na opuszczenie zimnych obszarów i migrację do cieplejszych regionów. Te, które z kolei pozostają na miejscu, korzystają z naturalnych schronień (nor, dziupli, ściółki leśnej, osadów dennych), gdzie temperatura jest stabilniejsza niż na otwartej przestrzeni.
Sen zimowy i hibernacja – spowolnienie, które ratuje życie
Choć pojęcia te często są stosowane zamiennie, sen zimowy i hibernacja nie są tym samym zjawiskiem. Sen zimowy to stosunkowo płytki stan spoczynku, w którym temperatura ciała obniża się nieznacznie, a zwierzęta okresowo się wybudzają. W ten sposób zimują m.in. borsuki i niedźwiedzie.
Hibernacja jest znacznie głębszym stanem uśpienia. Temperatura ciała może spaść do kilku stopni Celsjusza, a metabolizm ulega silnemu spowolnieniu. Serce bije kilka razy na minutę, a oddech może być ledwo wyczuwalny. Każde wybudzenie zwierzęcia w tym przypadku stanowi ogromny wysiłek energetyczny, a wymuszone wybudzenie może okazać się dla nich tragiczne w skutkach. W hibernację zapadają m.in. jeże, świstaki, popielice, chomiki europejskie, a także nietoperze.
Ssaki w zimowym letargu
Przygotowując się do zimy, ssaki często gromadzą jesienią zapasy tłuszczu, które stają się głównym źródłem energii podczas snu zimowego lub hibernacji. Niektóre gatunki zmieniają też zachowania społeczne. Sarny i jelenie tworzą większe grupy (rudle i chmary), co ułatwia im poszukiwanie pożywienia i zmniejsza ryzyko ataków drapieżników.
Wiele ssaków przystosowuje się do niskich temperatur także poprzez zmiany w okrywie włosowej. Zimowe futro jest zwykle dłuższe, gęstsze i lepiej izoluje ciało przed chłodem. U niektórych gatunków zmienia się również kolor sierści, co pełni funkcję maskującą. Przykładowo zające bielaki i gronostaje stają się białe, by lepiej kamuflować się w śniegu.
Gromadzenie zapasów – zimowe magazyny pożywienia
Gryzonie, takie jak wiewiórki czy popielice, przygotowują się do zimy poprzez intensywne gromadzenie zapasów żywności. Jesienią zbierają orzechy, żołędzie, nasiona i ukrywają je pod korą drzew, w ziemi czy w dziuplach. Takie „zimowe spiżarnie” stają się głównym źródłem pożywienia, gdy dostęp do świeżej roślinności zostaje ograniczony przez śnieg lub niskie temperatury.
Magazynowanie pokarmu wymaga od gryzoni dobrej pamięci przestrzennej. Potrafią one dokładnie odnaleźć ukryte zapasy, nawet jeśli część z nich zostaje zakopana głęboko w śniegu. Dzięki temu gryzonie skutecznie zwiększają swoje szanse na przetrwanie trudnej zimy.
Brumacja oraz biochemiczna ochrona przed mrozem
Płazy i gady jako zwierzęta zmiennocieplne są szczególnie podatne na działanie niskich temperatur. Gdy temperatura spada, ich aktywność biologiczna gwałtownie maleje, często aż do stanu głębokiego spokoju zbliżonego do hibernacji, nazywanego brumacją. Zwierzę może się budzić, przemieszczać i pić wodę, choć jego aktywność jest znacznie ograniczona. W tym czasie szukają schronień pod kamieniami, w ściółce lub w mule, aby zminimalizować odczuwanie zimna i ograniczyć utratę energii.
Żaby potrafią przez całą zimę przebywać na dnie zbiorników wodnych pod warstwą lodu. Woda zamarzająca na powierzchni działa jak izolator, chroniąc je przed ekstremalnym chłodem, a wymiana gazowa przez skórę pozwala im przeżyć długie miesiące bez wychodzenia na ląd.
Naturalny „antyfreeze” – gdy zamarzanie nie oznacza śmierci
Niektóre płazy wykształciły zdumiewającą zdolność przetrwania w ekstremalnie niskich temperaturach poprzez kontrolowane zamarzanie ciała. Już od późnego lata gromadzą rezerwy energetyczne w postaci glikogenu w wątrobie i tłuszczu w ciałach tłuszczowych. Wraz ze spadkiem temperatury we krwi rośnie stężenie glukozy, glicerolu i tauryny (naturalnych krioprotektantów), które obniżają temperaturę zamarzania płynów ustrojowych i chronią komórki przed uszkodzeniem przez kryształki lodu.
Za sprawą tych mechanizmów żaby, np. północnoamerykańska żaba leśna, mogą przetrwać w stanie niemal całkowitego zatrzymania funkcji życiowych w temperaturze sięgającej –8°C nawet przez miesiąc. Podobne zdolności wykazuje też żaba trawna, która po krótkotrwałym zamarznięciu wraca do pełnej aktywności bez trwałych skutków.
Migracja – tysiące kilometrów w poszukiwaniu ciepła i pożywienia
Dla wielu ptaków najskuteczniejszą strategią przetrwania zimy jest migracja. Bociany, żurawie, jaskółki czy kukułki opuszczają Europę, kierując się na południe, pokonując nieraz tysiące kilometrów. Choć jest to ogromny wysiłek energetyczny, pozwala im uniknąć okresu niedoboru pożywienia.
Przed wyruszeniem w podróż ptaki muszą odpowiednio przygotować się do lotu. Intensywnie żerują w okresie letnim, gromadząc zapasy tłuszczu, które stanowią paliwo na długie tygodnie lotu.
A co z gatunkami pozostającymi w kraju? Ptaki, które pozostają na zimowiskach, dostosowują się w inny sposób. Zwiększa się ilość piór puchowych, a wiele owadożernych gatunków zmienia dietę na nasiona, ziarna lub owoce. Natomiast drapieżniki częściej korzystają z padliny, dopasowując się do ograniczonej dostępności pokarmu.
Diapauza – zimowa strategia owadów
Owady radzą sobie z zimą dzięki diapauzie, czyli czasowemu zahamowaniu rozwoju i czynności życiowych. W zależności od gatunku mogą zimować jako dorosłe osobniki, larwy, poczwarki lub jaja.
U owadów społecznych sytuacja wygląda inaczej. Pszczoły tworzą zimowy kłąb, w którym wzajemnie się ogrzewają, mrówki schodzą do głębszych partii mrowisk, a u trzmieli i os zimę przeżywają jedynie zapłodnione samice.
Zimowe strategie przetrwania pokazują, jak niezwykle zróżnicowane są mechanizmy adaptacyjne zwierząt. Sen zimowy, hibernacja, migracje, brumacja czy diapauza to efekt milionów lat ewolucji. Każda z tych strategii zwiększa szanse na przetrwanie najtrudniejszego okresu w roku i dowodzi, że przyroda potrafi znaleźć rozwiązanie nawet w najbardziej surowych warunkach.
Źródła:
Łaciak Małgorzata (2020). Jak płazy spędzają zimę?. Chrońmy Przyrodę Ojczystą, tom 76, zeszyt 1, s. 12–23
