Kako zrikavci prelaze u stanje hibernacije kada su hladni?

Životinje hiberniraju usporavanjem metabolizma kako bi potrošile manje energije tijekom sezonskih razdoblja oskudice hrane i ekstremnog hladnog vremena. Neke životinje, uključujući cvrčke i mnoge druge beskičmenjake, zapravo idu dalje ulazeći u potpuno mirovanje. U procesu koji se naziva diapauza, svaka stanica u tijelu cvrčka prestaje rasti i cvrčak ulazi u stanje suspendirane animacije. Potpunim isključivanjem vlastitih bioloških procesa, životinje u diapauzi mogu preživjeti ekstremnu hladnoću bez ikakve hrane ili vode, a neke čak prežive i zamrzavanje.

Utjecaj okoliša

Diapauzu pokreću promjene u okolišu koje prethode zimi. Kako se ljeto smanjuje i jesen bliži, kraća razdoblja dnevnog svjetla pokreću fiziološke promjene koje životinju pripremaju za diapauzu. Hladnije temperature također mogu potaknuti ove promjene. Nerazumno tople temperature mogu odgoditi ili spriječiti pojavu diapauze kod nekih vrsta, zbog čega nije nečuveno da cvrčci ostanu aktivni u podrumu tijekom cijele zime. Obilje i kvaliteta dostupne hrane obično se smanjuju kako se bliži zima, pružajući daljnje signale za aktiviranje diapauze kod cvrčaka.

Životni vijek i životne faze

Mnogi insekti s jednogodišnjim životnim ciklusom imaju obvezno razdoblje diapauze i ući će u stanje mirovanja tijekom odgovarajuće faze života, bez obzira na temperaturu ili dostupno dnevno svjetlo. Najčešća faza prezimljavanja cvrčaka je faza jaja. Osamdeset posto cvrčaka prezimi kao jaja, dok samo oko 15 posto prezimljuje kao nimfe i mala šačica vrsta ulazi u diapauzu kao odrasli.

Zrikavci s dvogodišnjim životnim ciklusom razlikuju se po tome što ulaze u diapauzu tijekom dvije različite faze. Koje dvije faze ulaze u stanje mirovanja razlikuju se među vrstama cvrčaka. Na primjer, zrikavci na Britanskim otocima prezimljuju tijekom faze jajašca i nimfe, dok vrsta na sjeveru Japana prezimi prvo kao nimfa, a zatim kao odrasla osoba prije razmnožavanja.

Hormonska i kemijska pomoć

Fiziološke promjene izazvane znakovima iz okoline reguliraju se hormonalnom aktivnošću. Endokrine žlijezde insekata izlučuju hormone poput ekdizona i juvenilnog hormona koji reguliraju rast i lijevanje insekata. Proizvodnja i prestanak ovih sekreta pomaže u određivanju kada i u kojoj fazi razvoja cvrčak ulazi u diapauzu. Ova endokrina kontrola dijapauze razlikuje se ovisno o vrsti.

Neki insekti preživljavaju temperature smrzavanja biokemijskim putem, odnosno stvaraju vlastiti antifriz. Tolerancija smrzavanja ili izbjegavanje smrzavanja moguća je uz pomoć molekula krioprotektora. Šećeri, poput trehaloze, i aminokiseline, poput prolina, unutar tkiva insekta i hemolimfa (krv) djeluju kako bi zaštitili insekta od smrzavanja. Iako je na ovom području potrebno više istraživanja, cvrčci pokazuju sposobnost podnošenja smrzavanja uz prisustvo ovih biokemijskih sredstava.

Evolucija dijapauze

Zrikavci teško mogu preživjeti ako im se razdoblja mirovanja ne poklapaju s početkom zime, tako prirodno odabir sprječava radikalna odstupanja i potiče uzastopne generacije čiji se ritmovi prilagođavaju okoliš. U umjerenoj klimi, gdje se duljina i ozbiljnost sezona uvelike razlikuju u rasponu geografskih širina, dolazi do specijacije na temelju toga kada i koliko dugo sezonski promjene utječu na cvrčke. Usporedne populacije cvrčaka u toplijoj, tropskoj klimi ne pokazuju ovu tendenciju ka izbacivanju, jer nema zime koja bi pokrenula divergenciju u razvojnim ritmovima.

Idealni uvjeti

Nestabilne temperature mogu ometati razdoblje mirovanja cvrčka. Iznenadno, ali kratko otopljenje može potaknuti uspavane cvrčke, ali vjerojatno neće preživjeti ponovno smrzavanje. Dok neke vrste preživljavaju u čvrstom stanju smrznute i izlaze iz diapauze neozlijeđene u proljeće, drugima je lakše preživjeti ako miruju u zaštićenom mikrostaništu. Vrijeme mirovanja provedeno pod zemljom ili unutar drva trupaca može pružiti tampon protiv temperaturnih kolebanja i osigurati da se diapauza nastavi do proljeća.

  • Udio
instagram viewer