Мы, люди, переживаем ледяные муки зимы с теплыми пальто, обогревателями и горячим шоколадом. У насекомых, однако, есть еще несколько творческих стратегий. Будь то специальные белки, которые действуют как антифриз в вашем автомобиле, жидкости организма с добавлением спирта вместо воды или готовые к дальним путешествиям в теплые края, кажется, что эти выносливые жуки разработали свои собственные ответы на биологические проблемы, которые ставит зима,
Связанный контент
- Как создать среду обитания насекомых в вашем саду
Вы, наверное, слышали об одном из самых распространенных способов, которым насекомые проходят через это самое темное и холодное время года: путешествие во времени. «Либо они убегают в космосе, что означает, что они мигрируют, либо они убегают во времени, что означает, что они становятся бездействующими», - говорит Скотт Хейворд, биолог-беспозвоночный в Университете Бирмингема. «Подавляющее большинство на самом деле становится бездействующим».
Чтобы пережить зимнюю нехватку пищи и тепла, млекопитающие, такие как медведи и бурундуки, имеют тенденцию зимовать. В то время как спячка часто рассматривается как глубокий сон, на самом деле это биологически отличное состояние покоя: зимующие животные запасаются пищей и снижают свой метаболизм посредством процессов, которые еще не до конца поняты. Исследователи НАСА даже изучают методы, которые могут вызвать гибернацию у людей, чтобы помочь астронавтам пройти через многолетние космические путешествия.
У насекомых есть своя версия этого мощного инструмента: диапауза. Подобно зимней спячке, насекомые, готовящиеся к диапаузе, обычно пытаются найти какое-то укрытие от холода, говорит Хейворд, который провел обширные исследования покоя и выживания насекомых в экстремальных условиях. Это часто означает рытье под землей (учтите, что зимой сотни насекомых могут бездействовать в нескольких дюймах под вашими ногами), но это также может означать нахождение укрытия в стволах деревьев или под камнями.
Некоторым насекомым, таким как европейский кукурузный мотыльк, удалось расстроить фермеров и заинтриговать энтомологов, найдя способы жить зимой над землей. Этот печально известный кукурузный вредитель может похвастаться чрезвычайной устойчивостью к холоду, даже в большей степени, чем зимующие виды. Исследования показали, что личинки бурильщика могут даже выживать, будучи переохлажденными в течение нескольких минут до -40 градусов по Фаренгейту. Бурильный шарик поднимается в пределах стеблей кукурузы или початков кукурузы и способен выживать, даже когда вода в его теле (хотя и не в его клетках) замерзает.
Другие насекомые запасаются антифризом. В Антарктиде нелетающая антарктическая мошка производит большое количество сахара в своих клетках, что понижает температуру замерзания жидкостей. Одновременно мошка позволяет мерзлой почве вокруг нее вытягивать почти каждую каплю воды из своего тела. «Насекомое становится полностью обезвоженным», - говорит Хейворд. «Тогда оно не может замерзнуть». Это помогает крошечному клопу - единственному насекомому и крупнейшему наземному животному на этом континенте - вообще противостоять замерзанию.
Арктический медведь-сумеречница проводит около 90 процентов своей жизни в замороженном состоянии. Гусеница моли также выполняет этот подвиг, производя сахар, в частности, спирт глицерин. Так же, как водка может храниться в морозильной камере и оставаться жидкой, эти жидкости не замерзают, сохраняя ткани личинок моли и позволяя ей выживать при температурах, опускающихся до -70 градусов по Фаренгейту. Жук Аляски Упис может выдерживать температуру, достигающую до -100 градусов по Фаренгейту, путем создания специальной «молекулы антифриза».
Но большинство насекомых не такие цепкие. По словам Хейворда, около -30 градусов по Фаренгейту - типичный предел для многих видов. Вот почему у многих насекомых ареалы ограничены более тропическими районами мира, в которых никогда не бывает отрицательных температур, таких как заросшая насекомыми Амазонка или богатые комарами страны Африки, Южной Америки и Азии.
Личинки европейского кукурузного мотылька могут пережить зиму, замороженную внутри стеблей кукурузы. (WILDLIFE GmbH / Alamy Stock Photo) Глобальное потепление, однако, может вскоре изменить этот принцип и поставить под угрозу популяцию насекомых во всем мире. Поскольку Земля в целом прогревается, насекомые смещаются к полюсам, чтобы заселить районы, которые теплее, чем раньше, в летние месяцы. Тем не менее, многим из этих насекомых не хватает способности пережить холодные зимы в этих регионах.
«Там, где они не могут этого сделать, они не могут утвердиться», - говорит Хейворд. Между тем, к экватору более высокие температуры разрушают циклы диапаузы других насекомых.
Хотя диапауза является приспособлением, чтобы пережить зиму, температура не является основным фактором, который вызывает ее. Вместо этого, более короткие дни в преддверии зимы помогают телам насекомых сигнализировать о том, что пора готовиться к покою. Поскольку дни остаются теплее позже в падении, тела насекомых перепутаны. Ошибочно думая, что это весна или лето, они часто заканчивают процесс диапаузы, чтобы начать искать еду или приятелей - что делает их неподготовленными к наступлению зимы, говорит Хейворд.
Почему люди должны заботиться? Рассмотрим хорошо известное положение шмелей, жизненно важный опылитель для многих видов растений и сельскохозяйственных культур. Популяция пчел уже борется с потерей среды обитания и пестицидами, а также борется со сменой времен года. Потепление вызывает не только более позднюю осень, но и более ранние источники, которые могут сбить с толку одного очень важного члена улья: королеву.
Пчелиные матки - единственные обитатели улья, которые обычно входят в диапаузу. Они обычно просыпаются раз в год, весной и уходят, чтобы создать новую колонию. Но поскольку весна часто начинается раньше, ульи достигают размеров, при которых родится новая королева, и пытаются основать новую колонию до начала зимы, а не в начале весны. Затем их потомкам приходится изо всех сил пытаться найти цветы, которыми можно питаться в разгар зимы, и им приходится иметь дело с температурами, с которыми им не удалось справиться.
«У вас огромный уровень смертности, - говорит Хейворд, - и у вас [тогда] будет меньше опылителей в следующем году».
Есть множество других способов развития насекомых, чтобы победить холод. Но когда дела идут плохо, некоторые насекомые не становятся жестче - они просто уходят. Например, бабочка-монарх известна своей красочной и внушающей страх стратегией зимовки: она берет сотни и сотни своих лучших друзей и направляется на тысячи миль к экватору, чтобы избежать низких температур.
«Существует действительно невероятно разнообразное количество способов выжить зимой», - говорит Хейворд.
