Tämä artikkeli on alun perin julkaistu Keskustelu. Julkaisu vaikutti artiklan Live Science on Asiantuntija-Äänet: Op-Ed & Oivalluksia.

hengittämään tai olemaan hengittämättä, se on kysymys.

Mitä tapahtuu, jos sinut upotetaan lampi, jossa veden lämpötila oli juuri jäätymispisteen yläpuolella ja pinta oli rajattu kansi jäätä 100 päivää?

no, ilmeisesti kuolisit.

ja se johtuu siitä, ettet ole yhtä cool kuin kilpikonna., Ja viileydellä en tarkoita vain ihmeellistä, tarkoitan kirjaimellisesti siistiä, kuten kylmässä. Etkä voi hengittää takapuolesi läpi.

Mutta kilpikonnia voi, joka on vain yksi monista syistä, että kilpikonnat ovat todella mahtavia.

Kylmä sää hidastaa

Kuten ectotherm — eläin, joka perustuu ulkoinen lämmönlähde — kilpikonna ruumiin lämpötila seuraa sen ympäristössä. Jos lammen vesi on 1℃, Niin on kilpikonnan ruumis.

mutta kilpikonnilla on keuhkot ja ne hengittävät ilmaa., Miten he voivat selvitä jääkansilla varustetussa lammessa, joka estää heitä nousemasta ilmaan? Vastaus piilee ruumiinlämmön ja aineenvaihdunnan välisessä suhteessa.

kylmä kilpikonna kylmä vesi on hidas aineenvaihdunta. Mitä kylmemmäksi se muuttuu, sitä hitaammaksi sen aineenvaihdunta muuttuu, jolloin energian ja hapen tarve vähenee.

Kun turtles hibernate, he luottavat varastoidun energian ja kertymä hapen lammesta vettä siirtämällä se koko kehon pintoja, jotka ovat täynnä verisuonia., Näin he voivat saada tarpeeksi happea minimaalisiin tarpeisiinsa ilman keuhkoja. Kilpikonnilla on yksi alue, joka on erityisen hyvin vascularized — niiden peput.

See, I wasn ’ t pilail, turtles really can breathe through their butts. (Tekninen termi on yhteissuolahengitys.)

not frozen, just cold

We are not turtles. Olemme endotherms — kallista metabolisen lämmön uunit, — että täytyy jatkuvasti polttoaineen kehomme kanssa ruokaa, tuottaa lämpöä ja ylläpitää jatkuvaa lämpötilan pysyä hengissä ja voi hyvin.,

Kun se on kylmä, meillä on kasa vaatteita ansaan metabolisen lämmön ja pysyä lämpimänä. Emme voi koskaan poimia tarpeeksi happea koko meidän vascularized pinnat, muut kuin meidän keuhkot, tarjonta suuri kysyntä meidän aineenvaihdunnan uunit.

ihmisille ruumiinlämmön muutos on merkki sairaudesta, että jokin on pielessä. Kun kilpikonnan ruumiinlämpö muuttuu, se johtuu yksinkertaisesti siitä, että ympäristö on muuttunut lämpimämmäksi tai kylmemmäksi.

mutta ectotermisilläkin on rajansa. Hyvin harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta (esim.,, laatikkokilpikonnat), aikuiset kilpikonnat eivät selviä jäätävistä lämpötiloista; ne eivät selviä, jos niiden ruumiissa on jääkiteitä. Siksi makeanveden kilpikonnat talvehtivat vedessä, jossa niiden ruumiinlämpö pysyy suhteellisen vakaana eikä jää pakkasen puolelle.

vesi toimii lämpötilapuskurina; sillä on korkea ominaislämpö, eli veden lämpötilan muuttaminen vaatii paljon energiaa. Lammen veden lämpötila pysyy melko vakaana talven yli ja siinä vedessä istuvan ektothermin ruumiinlämpö on yhtä vakaa., Ilma sen sijaan on alhainen ominaislämpö, joten sen lämpötila vaihtelee, ja tulee liian kylmä kilpikonnien selviytymiseen.

Kouristuksia lihakset

jään peittämä lampi esittelee kaksi ongelmia turtles: he eivät voi pintaan vetää henkeä, ja vähän uutta happea ei pääse veteen. Sen lisäksi lammessa on muita eliöitä, jotka kuluttavat kesällä Vesikasvien tuottamaa happea.

talven aikana, kun happi kuluu loppuun, lammesta tulee hypoksinen (vähähappinen) tai anoksinen (hapenpuute)., Jotkut kilpikonnat pystyvät käsittelemään vettä, jossa on vähän happea-toiset eivät.

Snapping kilpikonnia ja maalattu kilpikonnia sietää tätä stressaavaa tilannetta vaihtamalla niiden aineenvaihdunta yksi, joka ei vaadi happea. Tämä kyky on hämmästyttävä, mutta voi olla vaarallinen, jopa tappava, jos se jatkuu liian kauan, koska hapot rakentaa kudoksiin. seurauksena tästä aineenvaihdunnan kytkin.

mutta kuinka pitkä on ” liian pitkä?”Sekä pilkistävät kilpikonnat että maalatut kilpikonnat voivat selviytyä pakkosukelluksesta kylmän veden lämpötiloissa laboratoriossa reilusti yli 100 päivän ajan., Maalatut kilpikonnat ovat anoxia-suvaitsevaisuuden kuninkaita. Ne mobilisoivat kalsiumia kuoristaan neutraloidakseen hapon, samalla tavalla kuin otamme kalsiumia sisältäviä antasideja närästykseen.

keväällä, kun anaerobinen turtles esiin lepotilasta, ne ovat periaatteessa yksi iso lihas kramppaa. Se on kuin kovaa juoksua lähtiessä-keho siirtyy anaerobiseen aineenvaihduntaan, maitohappo kerääntyy ja saat krampin. Kilpikonnat haluavat epätoivoisesti paistatella auringossa nostaakseen ruumiinlämpöään, kiihdyttääkseen aineenvaihduntaa ja eliminoidakseen nämä happamat sivutuotteet.,

ja on vaikea liikkua, kun ne ovat niin kramppeja, jolloin ne ovat alttiita petoeläimille ja muille vaaroille. Kevään syntyminen voi olla vaarallista aikaa näille letargisille kilpikonnille.

Kylmä sää kilpikonna seuranta

– Kenttä biologit tekevät tutkimustaan kevään ja kesän aikana, kun eläimet ovat aktiivisimmillaan. Mutta Ontariossa, jossa talvet ovat pitkiä, monet kilpikonnalajit ovat toimettomia puolet elämästään.,

Ymmärtää, mitä he tekevät ja tarvitsevat talvella on tärkeää niiden säilyttäminen ja luontotyyppien suojelun kannalta, erityisesti kun otetaan huomioon, että kaksi kolmasosaa kilpikonna lajeja on vaarassa kuolla sukupuuttoon.

tutkimukseni ryhmä on seurannut useita lajeja makean veden kilpikonnat aikana lepotilaan. Kiinnitämme Turtlesien kuoriin pieniä laitteita, jotka mittaavat lämpötilaa ja antavat meidän seurata niitä jään alla.,

– Olemme huomanneet, että kaikki lajit valita hibernate kosteikkojen paikkoja, jotka leijuvat yläpuolella jäädyttämistä, että he liikkua jään alla, hibernate ryhmissä ja paluu samaan paikkaan talvi talven jälkeen.

kaikesta tästä työstä huolimatta tiedämme vielä niin vähän tästä Turtlesien elämän osasta.

Niin, teen mitä tahansa sitoutunut biologi tekisi: minä lähetän opiskelijat tekemään kenttätutkimusta -25℃. Emme ole rajoittuneet reilun sään biologiaan.,

Lisäksi, siellä on vertaansa vailla kauneutta Kanadan talvi maisema, varsinkin kun kuvitella kaikki ne mahtava turtles jään alla, hengityksen kautta heidän peput.

Jacqueline Litzgus, Professori, Department of Biology, Laurentian Yliopisto

Tämä artikkeli on alun perin julkaistu Keskustelu. Lue alkuperäinen artikkeli.