Mentre il tempo fuori può davvero spaventare questo inverno, un parka, un cappello lavorato a maglia, calze di lana, stivali isolanti e forse un fuoco scoppiettante rendono le cose sopportabili per le persone che vivono in climi freddi. Ma che dire di tutta la fauna selvatica là fuori? Non si congeleranno?
Chiunque abbia portato a spasso il proprio cane quando le temperature sono rigide, sa che i cani rabbrividiranno e favoriranno una zampa fredda, il che spiega in parte il boom del settore dell'abbigliamento per animali domestici. Ma scoiattoli e cardinali non ottengono cappotti o stivaletti alla moda.
In effetti, la fauna selvatica può soccombere al congelamento e all'ipotermia, proprio come le persone e gli animali domestici. Nel nord degli Stati Uniti, le code sfocate di opossum sono una vittima comune dell'esposizione al freddo. Ogni tanto un insolito schiocco di freddo in Florida provoca iguane che cadono dagli alberi e lamantini che muoiono a causa del freddo stress.
Gli animali domestici sono spesso adattati con protezione dal freddo. (Photology1971 / Shutterstock.com) Evitare il freddo è importante per preservare la vita o l'arto (o, nel caso dell'opossum, la coda) e l'opportunità di riprodursi. Questi imperativi biologici significano che la fauna selvatica deve essere in grado di sentire freddo, al fine di cercare di evitare gli effetti dannosi dei suoi estremi. Le specie animali hanno il loro equivalente a ciò che gli esseri umani sperimentano come quella sgradevole morso mescolata con la sensazione di spilli e aghi che ci spinge a riscaldarci presto o subirne le conseguenze. In effetti, i meccanismi del sistema nervoso per rilevare un intervallo di temperature sono praticamente gli stessi tra tutti i vertebrati.
Una sfida invernale per animali a sangue caldo o endoterme, come sono scientificamente noti, è quella di mantenere la temperatura corporea interna a basse temperature. È interessante notare che le soglie di rilevamento della temperatura possono variare a seconda della fisiologia. Ad esempio, una rana a sangue freddo, cioè ectotermica, percepirà il raffreddore a partire da una temperatura inferiore rispetto a un topo. Ricerche recenti mostrano che i mammiferi in letargo, come lo scoiattolo macinato tredici, non avvertono il freddo fino a temperature più basse rispetto alle endoterme che non vanno in letargo.
Quindi gli animali sanno quando fa freddo, solo a temperature variabili. Quando il mercurio precipita, la fauna selvatica soffre o sta semplicemente seguendo il flusso ghiacciato?
Alcuni animali trovano un posto protetto in cui aspettare il peggio, come questo scoiattolo. (Michael Himbeault / CC BY) Una soluzione: rallenta e controlla
Molte endotermie del clima freddo presentano torpore: uno stato di ridotta attività. Sembrano che dormano. Poiché gli animali in grado di torpore si alternano tra la regolazione interna della loro temperatura corporea e la possibilità per l'ambiente di influenzarla, gli scienziati li considerano "eterotermi". In condizioni difficili, questa flessibilità offre il vantaggio di una temperatura corporea più bassa, notevolmente in alcune specie, anche al di sotto del Punto di congelamento di 32 gradi Fahrenheit - che non è compatibile con molte funzioni fisiologiche. Il risultato è un tasso metabolico più basso e quindi una minore domanda di energia e cibo. L'ibernazione è una versione prolungata del torpore.
Torpor ha benefici in termini di risparmio energetico per la fauna selvatica dal corpo più piccolo, in particolare pipistrelli, uccelli canori e roditori. Perdono naturalmente calore più velocemente perché la superficie del loro corpo è grande rispetto alle loro dimensioni complessive. Per mantenere la temperatura corporea entro i limiti normali, devono consumare più energia rispetto a un animale di corporatura più grande. Ciò è particolarmente vero per gli uccelli che mantengono temperature corporee medie più elevate rispetto ai mammiferi.
Sfortunatamente, il torpore non è una soluzione perfetta per sopravvivere a condizioni rigide poiché ha dei compromessi, come un rischio maggiore di diventare il pranzo di un altro animale.
Adattamenti che aiutano
Non sorprende che gli animali abbiano sviluppato altri adattamenti per gli agenti atmosferici durante i mesi invernali.
Le specie faunistiche alle latitudini settentrionali tendono ad avere un corpo più grande con appendici più piccole rispetto ai loro parenti più vicini ai tropici. Molti animali hanno sviluppato comportamenti per aiutarli a combattere il freddo: allevare, negare, scavare e posare nelle cavità sono tutte buone difese. E alcuni animali sperimentano cambiamenti fisiologici mentre l'inverno si avvicina, costruendo riserve di grasso, sviluppando una pelliccia più spessa e intrappolando uno strato isolante di aria contro la pelle sotto la pelliccia o le piume.
Le grandi orecchie di una volpe fennec sarebbero una responsabilità in un clima freddo come dove vive la volpe artica. (Jonatan Pie / Unsplash e Kkonstan / Wikimedia Commons CC BY) La natura ha escogitato altri trucchi per aiutare vari animali ad affrontare condizioni che le persone, ad esempio, non sarebbero in grado di sopportare.
Ti sei mai chiesto come possono apparire le oche comodamente sul ghiaccio o sugli scoiattoli nella neve a piedi nudi? Il segreto è la stretta vicinanza delle arterie e delle vene alle estremità che crea un gradiente di riscaldamento e raffreddamento. Mentre il sangue dal cuore viaggia verso le dita dei piedi, il calore dall'arteria si trasferisce nella vena portando sangue freddo dalle dita dei piedi al cuore. Questo scambio di calore in controcorrente consente al nucleo del corpo di rimanere caldo, limitando la perdita di calore quando le estremità sono fredde, ma non così fredde da provocare danni ai tessuti. Questo efficiente sistema viene utilizzato da molti uccelli e mammiferi terrestri e acquatici e spiega persino come avviene lo scambio di ossigeno nelle branchie dei pesci.
Parlando di pesci, come non si congelano dall'interno verso l'esterno in acque ghiacciate? Fortunatamente, il ghiaccio galleggia perché l'acqua è più densa di un liquido, permettendo ai pesci di nuotare liberamente a temperature non abbastanza gelide al di sotto della superficie solidificata. Inoltre, ai pesci potrebbe mancare il ricettore del freddo condiviso da altri vertebrati. Tuttavia, hanno enzimi unici che consentono alle funzioni fisiologiche di continuare a temperature più fredde. Nelle regioni polari, i pesci hanno anche speciali "proteine antigelo" che si legano ai cristalli di ghiaccio nel sangue per prevenire la cristallizzazione diffusa.
Le carpe in uno stagno parzialmente ghiacciato stanno bene. (Starkov Roma / Shutterstock.com) Un'altra arma segreta nei mammiferi e negli uccelli durante lunghi periodi di esposizione al freddo è il tessuto adiposo marrone o "grasso bruno", che è ricco di mitocondri. Anche nelle persone, queste strutture cellulari possono rilasciare energia sotto forma di calore, generando calore senza le contrazioni muscolari e l'inefficienza energetica coinvolta nei brividi, un altro modo in cui il corpo cerca di riscaldarsi. Questa produzione di calore non tremante probabilmente spiega perché le persone di Anchorage possano appagare indossare pantaloncini e magliette in una giornata primaverile di 40 gradi Fahrenheit.
Naturalmente, la migrazione può essere un'opzione, sebbene sia costosa in termini di costi energetici per la fauna selvatica e finanziariamente per le persone che vogliono avvicinarsi all'equatore.
Come specie, gli esseri umani hanno la capacità di acclimatarsi in una certa misura - alcuni di noi più di altri - ma non siamo particolarmente adattati al freddo. Forse è per questo che è difficile guardare fuori dalla finestra in una giornata gelida e non sentirsi male per uno scoiattolo accovacciato mentre il vento invernale si diffonde nella sua pelliccia. Forse non sapremo mai se gli animali temono l'inverno: è difficile valutare la loro esperienza soggettiva. Ma la fauna selvatica ha una varietà di strategie che migliorano la sua capacità di resistere al freddo, assicurandosi di vivere per vedere un'altra primavera.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Bridget B. Baker, veterinaria clinica e vicedirettore del laboratorio Warrior di ricerca acquatica, traslazionale e ambientale (WATER), Wayne State University
