この冬、外の天気は本当に恐ろしいものになるかもしれませんが、パーカー、ニット帽、ウールの靴下、絶縁ブーツ、そして恐ろしい炎が、寒い気候に住んでいる人々に耐えられるものになります。 しかし、そこにあるすべての野生生物はどうですか？ 彼らは凍結しませんか？
気温が極寒のときに犬を散歩させた人なら誰でも、犬歯が震えて冷たい足を好むことを知っています。これは、ペット服業界のブームを部分的に説明しています。 しかし、シマリスや枢機inalはファッショナブルなコートやブーツを手に入れません。
実際、野生生物は、人々やペットのように凍傷や低体温症に屈する可能性があります。 米国北部では、オポッサムの毛むくじゃらの尾は寒冷暴露の一般的な犠牲者です。 フロリダでの異常な寒波により、しばしばイグアナが木から落ち、寒冷ストレスでマナティーが枯れます。
ペットはしばしば寒さからの保護に適しています。 （Photology1971 / Shutterstock.com） 寒さを避けることは、生命または四肢（またはオポッサムの場合は尾）と繁殖の機会を保つために重要です。 これらの生物学的命令は、野生生物が極度の有害な影響を回避しようとするために、寒さを感じなければならないことを意味します。 動物種には、人間が経験するものと同等のものがあり、不快な噛みつきが針と針の感覚と混ざり合っており、すぐに暖まるか、結果に苦しむように促します。 実際、温度範囲を感知する神経系のメカニズムは、すべての脊椎動物でほとんど同じです。
科学的に知られているように、温血動物、または吸熱の冬の課題の1つは、寒い状態で体温を維持することです。 興味深いことに、温度感知のしきい値は生理機能によって異なる場合があります。 たとえば、冷血、つまり外熱性のカエルは、マウスと比較して低い温度で寒さを感じ始めます。 最近の研究では、13羽の地上リスのような冬眠する哺乳類は、冬眠しない吸熱よりも低い温度になるまで寒さを感じないことが示されています。
したがって、動物は、気温が変化するだけで、寒い時期を知ることができます。 水銀が急落したとき、野生生物は苦しんでいるのでしょうか、それとも氷の流れに乗っているのでしょうか？
このシマリスのように、一部の動物は、最悪の事態を待つ保護された場所を見つけます。 （マイケル・ヒムボー/ CC BY） 1つの解決策：速度を落としてチェックアウトする
多くの寒冷気候の吸熱は、活動性が低下した状態である休眠を示します。 彼らは眠っているように見えます。 休眠可能な動物は、体温を内部的に調節することと環境に影響を与えることを交互に繰り返すため、科学者はそれらを「ヘテロサーモ」と見なします。華氏32度の氷点–多くの生理学的機能に適合しません。 その結果、代謝率が低下し、エネルギーと食料の需要が低下します。 休止状態はtorporの延長バージョンです。
Torporは、特にコウモリ、鳴き鳥、げっ歯類などの小柄な野生動物にエネルギー節約の利点があります。 体の表面積が全体のサイズに比べて大きいため、自然に熱が早く失われます。 体温を正常範囲内に維持するには、体の大きい動物に比べてより多くのエネルギーを消費する必要があります。 これは、哺乳類に比べて平均体温が高い鳥に特に当てはまります。
残念ながら、torporは、別の動物の昼食になるリスクが高くなるなどのトレードオフが伴うため、極寒の状態を生き残るための完璧な解決策ではありません。
役立つ適応
当然のことながら、動物は冬季の風化のために他の適応を進化させてきました。
北の緯度の野生生物種は、熱帯に近い近縁種よりも体が大きく、付属肢が小さい傾向があります。 多くの動物は、寒さを克服するために行動を進化させてきました。空洞内での放牧、穴掘り、穴掘り、およびねぐらはすべて良い防御策です。 また、一部の動物は冬が近づくにつれて生理学的変化を経験し、脂肪を蓄え、より厚い毛皮を成長させ、毛皮または羽の下の皮膚に空気の断熱層を閉じ込めます。
フェネックギツネの大きな耳は、ホッキョクギツネが住んでいるような寒い気候では不利になります。 （Jonatan Pie / Unsplash and Kkonstan /ウィキメディアコモンズCC BY） 自然は、さまざまな動物が、たとえば人々が耐えられないような状況に対処するのを助けるために、他のきちんとしたトリックを考案しました。
ガチョウが氷や雪の中のリスの上に素足で快適に立つように見えることを疑問に思ったことはありませんか？ その秘secretは、四肢の動脈と静脈が近接していることであり、これが加温と冷却の勾配を作り出します。 心臓からの血液がつま先に移動すると、動脈からの温かさが静脈に移り、つま先から心臓に冷たい血液が運ばれます。 この向流熱交換により、体の芯は暖かく保たれ、四肢が冷えているときの熱損失は制限されますが、組織損傷が起こるほど冷たくありません。 この効率的なシステムは、多くの陸生および水生鳥類および哺乳類で使用されており、魚のえらで酸素交換がどのように発生するかを説明しています。
魚といえば、氷のような海でどうやって内側から凍らないのでしょうか？ 幸いなことに、水は液体として最も密度が高いため、氷は浮き上がり、固化した表面よりも低い氷点下の温度で魚が自由に泳ぐことができます。 さらに、魚は他の脊椎動物が共有する冷感受容体を欠いている可能性があります。 しかし、それらは生理機能がより低い温度で継続することを可能にするユニークな酵素を持っています。 極地では、魚は、血液中の氷の結晶に結合して広範な結晶化を防ぐ特別な「不凍タンパク質」さえ持っています。
部分的に凍った池のCarは元気です。 （Starkov Roma / Shutterstock.com） 寒冷暴露の長期にわたる哺乳類および鳥類のもう1つの秘密兵器は、ミトコンドリアが豊富な褐色脂肪組織または「褐色脂肪」です。 人々でさえ、これらの細胞構造は熱としてエネルギーを放出することができ、筋肉の収縮や震えに伴うエネルギー効率の低下なしに暖かさを生み出します。 この震えのない熱の生成は、おそらくアンカレッジの人々が華氏40度の春の日に短パンとTシャツを満足して着ることができる理由を説明しています。
もちろん、移住は選択肢となる可能性があります。ただし、野生生物のエネルギーコストの点で、また赤道に近づきたい人々にとっては経済的には高価です。
種として、人間はある程度慣れることができます-私たちの中には他の人よりも多くの人がいますが、私たちは特に寒さに適応しているわけではありません。 寒い日に窓の外を見るのは難しく、冬の風が毛をかき回すので、リスが身をかがめるのは悪くないのかもしれません。 動物が冬を恐れているかどうかは決してわからないかもしれません。動物の主観的な経験を測定することは困難です。 しかし、野生生物には、寒さに耐える能力を向上させるさまざまな戦略があります。
この記事はもともとThe Conversationで公開されました。
ウェイン州立大学ウォーリア水生、トランスレーショナル、および環境研究（WATER）ラボの臨床獣医および副所長、ブリジット・B・ベイカー
