Kuinka sirkat siirtyvät horrostilaan kylmänä?

Eläimet siirtyvät lepotilaan hidastamalla aineenvaihduntaa kuluttamaan vähemmän energiaa kausiluonteisissa ruokapulassa ja äärimmäisissä kylmissä sääolosuhteissa. Jotkut eläimet, mukaan lukien sirkat ja monet muut selkärangattomat, menevät pidemmälle siirtymällä täydelliseen lepotilaan. Diapause-prosessissa jokainen kriketin kehon solu lopettaa kasvun ja kriketti siirtyy keskeytetyn animaation tilaan. Sammuttamalla täysin omat biologiset prosessinsa diapaasissa olevat eläimet voivat selviytyä äärimmäisestä kylmästä ilman ruokaa tai vettä lainkaan ja jotkut jopa jäädytettyinä.

Diapausi laukaisee talvea edeltävät ympäristömuutokset. Kesän heikkenemisen ja syksyn lähestyessä lyhyemmät päivänvalot laukaisevat fysiologisia muutoksia, jotka valmistavat eläimen diapauseen. Jäähdytyslämpötilat voivat myös laukaista nämä muutokset. Kausittaiset lämpimät lämpötilat voivat viivästyttää tai estää diapausta joillakin lajeilla, minkä vuoksi ei ole ennenkuulumatonta, että sirkat pysyvät aktiivisina kellarissa koko talven. Saatavilla olevan ruoan runsaus ja laatu vähenevät talven lähestyessä, mikä antaa lisää signaaleja sirkkojen diapausi-aktivoitumiselle.

Monilla yhden vuoden elinkaarella olevilla hyönteisillä on pakollinen diapausi-aika, ja ne siirtyvät lepotilaansa sopivan elinkaaren aikana lämpötilasta tai käytettävissä olevasta päivänvalosta riippumatta. Sirkkien yleisin talvehtimisvaihe on munavaihe. Kahdeksankymmentä prosenttia sirkkista talvehtivat munina, kun taas vain noin 15 prosenttia talvehtivat nymfinä ja pieni kourallinen lajeja joutuu diapaukseen aikuisena.

Sirkat, joilla on kahden vuoden elinkaari, eroavat toisistaan ​​siinä, että ne joutuvat diapauseen kahden eri vaiheen aikana. Kumpi kahdesta vaiheesta tulee lepotilaan, vaihtelee krikettilajien mukaan. Esimerkiksi sirkat Brittein saarilla talvehtivat niiden muna- ja nymfaasien aikana, kun taas Pohjois-Japanin laji talvii ensin nymfina ja sitten aikuisena ennen lisääntymistä.

Hormonaalinen aktiivisuus säätelee ympäristömerkkien aiheuttamia fysiologisia muutoksia. Hyönteisten hormonaaliset rauhaset erittävät hormoneja, kuten ekdysonia ja nuorten hormonia, jotka säätelevät hyönteisten kasvua ja mätänemistä. Näiden eritteiden tuotanto ja lopettaminen auttaa määrittämään, milloin ja missä kehitysvaiheessa kriketti siirtyy diapauseen. Tämä diapauksen hormonaalinen valvonta vaihtelee lajeittain.

Jotkut hyönteiset selviävät pakkasesta biokemiallisilla keinoilla, toisin sanoen ne luovat oman jäätymisenestoaineen. Jäätymisensietokyky tai jäätymisen välttäminen on mahdollista kryosuojamolekyylien avulla. Sokerit, kuten trehaloosi, ja aminohapot, kuten proliini, hyönteisen kudoksessa ja hemolymfa (veri) suojaavat hyönteistä jäätymiseltä. Vaikka tällä alueella tarvitaan lisää tutkimuksia, sirkat osoittavat kykyä sietää jäätymistä näiden biokemikaalien läsnä ollessa.

Sirkoilla on vaikeuksia selviytyä, jos niiden lepotilassa olevat jaksot eivät sovi niin luonnollisen talven alkamisen kanssa valinta estää radikaalia poikkeamaa ja kannustaa seuraavia sukupolvia, joiden rytmit ovat ympäristössä. Lauhkeassa ilmastossa, jossa vuodenaikojen pituus ja vakavuus vaihtelevat suuresti eri leveysasteilla, erittely tapahtuu sen vuoksi, milloin ja kuinka kauan sirkat vaikuttavat kausivaihteluilla. Vertailukelpoiset krikettipopulaatiot lämpimämmässä, trooppisessa ilmastossa eivät osoita tätä taipumusta spesifikaatioon, koska ei ole talvea, joka laukaisisi kehityserytmien eroja.

Epävakaat lämpötilat voivat häiritä kriketin lepotilaa. Äkillinen mutta lyhyt sula voi herättää lepotilassa olevia sirkkoja, mutta ne eivät todennäköisesti selviydy uudelleen. Vaikka jotkut lajit selviävät jäätyneinä kiinteinä ja syntyvät diapauseesta vahingoittumattomina keväällä, toisten mielestä selviytyminen on helpompaa siirtymällä lepotilaan suojaisalle mikrotyypille. Maan alla tai puun sisällä vietetty lepotila voi tarjota puskurin lämpötilan vaihteluita vastaan ​​ja varmistaa, että diapausi jatkuu kevääseen asti.