Тварини впадають у сплячку, уповільнюючи швидкість метаболізму, щоб споживати менше енергії в сезонні періоди дефіциту їжі та екстремальних холодних погод. Деякі тварини, включаючи цвіркунів та багатьох інших безхребетних, насправді йдуть далі, вступаючи в повний спокій. У процесі, який називається діапаузою, кожна клітина в тілі цвіркуна припиняє ріст, і цвіркун переходить у стан призупиненої анімації. Повністю відключивши власні біологічні процеси, тварини в діапаузі можуть пережити сильний холод, не маючи їжі та води взагалі, а деякі навіть переживають заморожування.
Вплив навколишнього середовища
Діапауза спричинена змінами навколишнього середовища, що передують зимі. З наближенням літа та осінню коротші періоди світлового дня викликають фізіологічні зміни, які готують тварину до діапаузи. Холодніші температури також можуть спричинити ці зміни. Незвично тепла температура може затримати або запобігти діапаузі у деяких видів, саме тому не є нечуваним, щоб цвіркуни залишалися активними в підвалі впродовж всієї зими. Ряд та якість доступної їжі, як правило, зменшуються із наближенням зими, забезпечуючи подальші сигнали для активації діапаузи у цвіркунів.
Тривалість життя та етапи життя
Багато комах з однорічним життєвим циклом мають обов’язковий період діапаузи і входять у стан спокою на відповідному етапі життя, незалежно від температури або наявного денного світла. Найпоширенішою стадією зимівлі цвіркуна є стадія яєць. Вісімдесят відсотків цвіркунів зимують як яйця, тоді як лише близько 15 відсотків зимують як німфи, а невелика жменька видів потрапляє в діапаузу дорослими.
Цвіркуни з дворічним життєвим циклом відрізняються тим, що потрапляють у діапаузу на двох різних стадіях. Які два етапи переходять у стан спокою, різняться у видів цвіркуна. Наприклад, цвіркун на Британських островах зимує під час фаз яєць і німф, тоді як вид на півночі Японії зимує спочатку як німфа, а потім як доросла особина до розмноження.
Гормональна та хімічна допомога
Фізіологічні зміни, спричинені екологічними ознаками, регулюються гормональною активністю. Ендокринні залози комах виділяють такі гормони, як екдизон та юнацький гормон, які регулюють ріст комах та линьку. Вироблення та припинення цих виділень допомагає визначити, коли і на якій стадії розвитку цвіркун потрапляє в діапаузу. Цей ендокринний контроль діапаузи залежить від виду.
Деякі комахи виживають морози за допомогою біохімічних засобів, тобто створюють власний антифриз. Толерантність до замерзання або уникнення замерзання можлива за допомогою молекул кріопротекторів. Цукри, такі як трегалоза, та амінокислоти, такі як пролін, у тканині комахи та гемолімфа (кров) діють для захисту комахи від замерзання. Хоча в цій галузі потрібні додаткові дослідження, цвіркуни виявляють здатність переносити заморожування за наявності цих біохімікатів.
Еволюція діапаузи
Цвіркунам важко вижити, якщо їх періоди спокою не узгоджуються з настанням зими, настільки природно відбір перешкоджає радикальним відхиленням і заохочує наступні покоління, ритми яких відповідають середовище. У помірному кліматі, де тривалість і суворість сезону сильно варіюється в різних широтах, видоутворення відбувається внаслідок того, коли і як довго цвіркуни зазнають впливу сезонних змін. Порівняні популяції цвіркунів у теплих тропічних кліматичних зонах не виявляють такої тенденції до видоутворення, оскільки немає зими, щоб викликати розбіжність у ритмі розвитку.
Ідеальні умови
Нестабільна температура може перешкоджати періоду спокою цвіркуна. Раптова, але коротка відлига може викликати сплячих цвіркунів, але вони навряд чи зможуть пережити заморожування. У той час як деякі види виживають, застигли твердими і виходять з діапаузи неушкодженими навесні, інші ж виживають легше, перебуваючи в сплячому режимі в захищеному мікросередовищі. Період спокою, проведений під землею або всередині деревини колод, може забезпечити захист від коливань температури та забезпечити продовження діапаузи до весни.
