จิ้งหรีดเข้าสู่สถานะไฮเบอร์เนตได้อย่างไรเมื่อเย็น?

สัตว์จำศีลโดยชะลออัตราการเผาผลาญเพื่อใช้พลังงานน้อยลงในช่วงที่ขาดแคลนอาหารตามฤดูกาลและอากาศหนาวจัด สัตว์บางชนิด รวมทั้งจิ้งหรีดและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ อีกมากมาย แท้จริงแล้วสามารถไปได้ไกลกว่านั้นโดยเข้าสู่ภาวะพักตัวโดยสมบูรณ์ ในกระบวนการที่เรียกว่า diapause ทุกเซลล์ในร่างกายของจิ้งหรีดจะหยุดการเจริญเติบโต และจิ้งหรีดจะเข้าสู่สภาวะของแอนิเมชั่นที่ถูกระงับ โดยการปิดกระบวนการทางชีววิทยาของตัวเองโดยสิ้นเชิง สัตว์ใน diapause สามารถอยู่รอดได้ในสภาพอากาศหนาวเย็นสุดขั้วโดยไม่มีอาหารหรือน้ำเลย และบางตัวอาจรอดจากการถูกแช่แข็งได้

Diapause เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นก่อนฤดูหนาว เมื่อฤดูร้อนใกล้จะจางหายและฤดูใบไม้ร่วง ช่วงเวลากลางวันที่สั้นลงจะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาซึ่งเตรียมสัตว์ให้พร้อมสำหรับการไดอะพอส อุณหภูมิที่เย็นกว่าอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้ อุณหภูมิที่อุ่นอย่างไม่สมควรอาจล่าช้าหรือป้องกัน diapause ในบางสายพันธุ์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจิ้งหรีดจะยังคงกระฉับกระเฉงในห้องใต้ดินตลอดฤดูหนาวจึงไม่เคยได้ยินมาก่อน ความอุดมสมบูรณ์และคุณภาพของอาหารที่มีอยู่มีแนวโน้มลดลงเมื่อใกล้ถึงฤดูหนาว ซึ่งเป็นสัญญาณเพิ่มเติมสำหรับการกระตุ้น diapause ในจิ้งหรีด

แมลงหลายชนิดที่มีวัฏจักรชีวิตหนึ่งปีมีช่วงไดอะพอสที่บังคับ และจะเข้าสู่สภาวะสงบนิ่งในช่วงชีวิตที่เหมาะสมโดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิหรือแสงแดดที่มี ระยะ overwintering ที่พบบ่อยที่สุดสำหรับจิ้งหรีดคือระยะไข่ แปดสิบเปอร์เซ็นต์ของจิ้งหรีดจะอยู่ในฤดูหนาวเหมือนไข่ ในขณะที่มีฤดูหนาวเพียง 15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นเมื่อตัวอ่อนและสปีชีส์เพียงไม่กี่ชนิดเข้าสู่ภาวะขาดน้ำเมื่อโตเต็มวัย

จิ้งหรีดที่มีวัฏจักรชีวิตสองปีต่างกันตรงที่พวกมันเข้าสู่ระยะไดอะพอสในช่วงสองช่วงที่ต่างกัน ซึ่งสองขั้นตอนเข้าสู่การพักตัวจะแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์คริกเก็ต ตัวอย่างเช่น จิ้งหรีดในเกาะอังกฤษจะเกิดช่วงฤดูหนาวระหว่างระยะไข่และตัวอ่อน ในขณะที่สปีชีส์ในภาคเหนือของญี่ปุ่นจะเข้าสู่ฤดูหนาวก่อนเป็นนางไม้ และต่อมาเมื่อโตเต็มวัยก่อนที่จะมีการสืบพันธุ์

การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เกิดจากสัญญาณแวดล้อมจะถูกควบคุมโดยกิจกรรมของฮอร์โมน ต่อมไร้ท่อของแมลงจะหลั่งฮอร์โมนเช่น ecdysone และฮอร์โมนเด็กและเยาวชนที่ควบคุมการเจริญเติบโตและการลอกคราบของแมลง การผลิตและการกำจัดสารคัดหลั่งเหล่านี้จะช่วยกำหนดว่าคริกเก็ตจะเข้าสู่ภาวะขาดน้ำเมื่อไรและในขั้นตอนใดของการพัฒนา การควบคุมต่อมไร้ท่อของ diapause แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์

แมลงบางชนิดสามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่เย็นจัดด้วยวิธีการทางชีวเคมี กล่าวคือ พวกมันสร้างสารป้องกันการแข็งตัวของพวกมันเอง ความทนทานต่อการแช่แข็งหรือการหลีกเลี่ยงจุดเยือกแข็งเป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของโมเลกุลการแช่แข็ง น้ำตาล เช่น ทรีฮาโลส และกรดอะมิโน เช่น โพรลีน ภายในเนื้อเยื่อของแมลงและเม็ดเลือด (เลือด) ทำหน้าที่ปกป้องแมลงจากการแช่แข็ง ในขณะที่จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในพื้นที่นี้ จิ้งหรีดสามารถทนต่อการแช่แข็งเมื่อมีสารชีวเคมีเหล่านี้

จิ้งหรีดมีปัญหาในการเอาชีวิตรอดหากช่วงที่พวกมันอยู่เฉยๆ ไม่สอดคล้องกับการเริ่มต้นของฤดูหนาว เป็นธรรมชาติมาก การคัดเลือกขัดขวางการเบี่ยงเบนอย่างรุนแรงและส่งเสริมให้คนรุ่นหลังที่มีจังหวะสอดคล้องกับ สิ่งแวดล้อม ในสภาพอากาศที่มีอากาศอบอุ่น ซึ่งความยาวและความรุนแรงของฤดูกาลแตกต่างกันอย่างมากตามละติจูดต่างๆ การเก็งกำไรเกิดขึ้นโดยอาศัยว่าจิ้งหรีดได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเมื่อใดและนานแค่ไหน ประชากรคริกเก็ตที่เปรียบเทียบกันได้ในสภาพอากาศที่ร้อนกว่าและในเขตร้อนชื้นไม่มีแนวโน้มที่จะเกิด speciation เนื่องจากไม่มีฤดูหนาวใดที่จะทำให้เกิดความแตกต่างในจังหวะการพัฒนา

อุณหภูมิที่ไม่เสถียรอาจรบกวนการอยู่เฉยๆของคริกเก็ต การละลายอย่างกะทันหันแต่สั้นสามารถปลุกจิ้งหรีดที่อยู่เฉยๆ แต่ไม่น่าจะรอดจากการถูกแช่แข็ง ในขณะที่บางชนิดรอดชีวิตจากการถูกแช่แข็งและโผล่ออกมาจากกระบังลมโดยไม่ได้รับอันตรายในฤดูใบไม้ผลิ แต่บางชนิดก็พบว่าการเอาชีวิตรอดได้ง่ายขึ้นโดยการอยู่เฉยๆ ในที่อยู่อาศัยขนาดเล็กที่มีหลังคาคลุม ช่วงเวลาที่อยู่เฉยๆ ใต้ดินหรือภายในไม้ท่อนซุงอาจเป็นตัวป้องกันความผันผวนของอุณหภูมิ และทำให้แน่ใจว่าไดอะพอสจะดำเนินต่อไปจนถึงฤดูใบไม้ผลิ