In che modo i grilli entrano in uno stato di ibernazione quando fanno freddo?

Gli animali vanno in letargo rallentando i loro tassi metabolici per consumare meno energia durante i periodi stagionali di scarsità di cibo e clima estremamente freddo. Alcuni animali, inclusi i grilli e molti altri invertebrati, in realtà vanno oltre entrando in completa dormienza. Nel processo chiamato diapausa, ogni cellula del corpo di un grillo cessa di crescere e il grillo entra in uno stato di animazione sospesa. Interrompendo completamente i propri processi biologici, gli animali in diapausa possono sopravvivere al freddo estremo senza cibo o acqua, e alcuni addirittura sopravvivono al congelamento.

La diapausa è innescata dai cambiamenti ambientali che precedono l'inverno. Con l'avvicinarsi dell'estate e dell'autunno, i periodi più brevi di luce del giorno innescano cambiamenti fisiologici che preparano l'animale alla diapausa. Anche le temperature più fredde possono innescare questi cambiamenti. Le temperature insolitamente calde possono ritardare o prevenire la diapausa in alcune specie, motivo per cui non è raro che i grilli rimangano attivi in ​​un seminterrato per tutto l'inverno. L'abbondanza e la qualità del cibo disponibile tendono a diminuire con l'avvicinarsi dell'inverno, fornendo ulteriori segnali per l'attivazione della diapausa nei grilli.

Molti insetti con un ciclo di vita di un anno hanno un periodo di diapausa obbligatorio e entreranno nel loro stato dormiente durante la fase di vita appropriata indipendentemente dalla temperatura o dalla luce diurna disponibile. La fase di svernamento più comune per i grilli è la fase delle uova. L'80% dei grilli sverna come uova, mentre solo il 15% circa sverna come ninfe e una piccola manciata di specie entra in diapausa da adulti.

I grilli con un ciclo di vita di due anni si differenziano per il fatto che entrano in diapausa durante due diverse fasi. Quali due fasi entrano in dormienza varia tra le specie di grillo. Ad esempio, i grilli delle isole britanniche svernano durante le loro fasi di uovo e ninfa, mentre una specie nel nord del Giappone sverna prima come ninfa e poi come adulto prima della riproduzione.

I cambiamenti fisiologici innescati da stimoli ambientali sono regolati dall'attività ormonale. Le ghiandole endocrine degli insetti secernono ormoni come l'ecdisone e l'ormone giovanile che regolano la crescita e la muta degli insetti. La produzione e la cessazione di queste secrezioni aiuta a determinare quando ea quale stadio di sviluppo il grillo entra in diapausa. Questo controllo endocrino della diapausa varia a seconda della specie.

Alcuni insetti sopravvivono a temperature di congelamento attraverso mezzi biochimici, cioè creano il proprio antigelo. La tolleranza al congelamento o la prevenzione del congelamento è possibile con l'aiuto di molecole crioprotettore. Gli zuccheri, come il trealosio e gli amminoacidi, come la prolina, all'interno del tessuto dell'insetto e l'emolinfa (sangue) agiscono per proteggere l'insetto dal congelamento. Sebbene siano necessari ulteriori studi in questo settore, i grilli mostrano la capacità di tollerare il congelamento con la presenza di queste sostanze biochimiche.

I grilli hanno difficoltà a sopravvivere se i loro periodi dormienti non si allineano con l'inizio dell'inverno, quindi è naturale la selezione ostacola la deviazione radicale e incoraggia le generazioni successive i cui ritmi si conformano al ambiente. Nei climi temperati, dove la lunghezza e la severità delle stagioni varia ampiamente in una gamma di latitudini, la speciazione si verifica in virtù di quando e per quanto tempo i grilli sono influenzati dal cambiamento stagionale. Popolazioni comparabili di cricket nei climi tropicali più caldi non mostrano questa tendenza alla speciazione, poiché non esiste un inverno che possa innescare divergenze nei ritmi di sviluppo.

Le temperature instabili possono interferire con il periodo dormiente di un grillo. Un improvviso ma breve disgelo può risvegliare i grilli dormienti, ma è improbabile che sopravvivano a un ricongelamento. Mentre alcune specie sopravvivono congelate ed emergono indenni dalla diapausa in primavera, altre trovano la sopravvivenza più facile andando in letargo in un micro-habitat riparato. Un periodo dormiente trascorso sottoterra o all'interno del legno dei tronchi può fornire un cuscinetto contro le fluttuazioni di temperatura e garantire che la diapausa continui fino alla primavera.