L'adattamento al freddo e l'acclimatazione sono due tipi di aggiustamenti che gli organismi viventi fanno quando ci sono cambiamenti nella temperatura dell'ambiente. Sia l'adattamento che l'acclimatazione garantiscono la sopravvivenza degli organismi a livello individuale e di popolazione.
La variazione di temperatura, anche di pochi gradi, può significare la differenza tra la vita e la morte per un animale. Ad esempio, quando il sole tramonta dietro una nuvola e provoca un calo della temperatura di soli due gradi, il movimento delle mosche rallenta.
In generale, ci sono due meccanismi fisiologici disponibili per effettuare aggiustamenti di adattamento al freddo. Primo è l'uso di strategie per trattenere il calore corporeo. Il secondo, la generazione di calore corporeo attraverso la combustione metabolica del cibo come combustibile.
A volte l'adattamento al freddo è una risposta improvvisa
Gli animali regolano la loro temperatura corporea di fronte a un improvviso calo della temperatura. Per questo presentano una serie di risposte riflesse, che sono mediate dai recettori del freddo nella pelle e la loro funzione è quella di conservare il calore. I più importanti sono:
- Costrizione dei vasi sanguigni periferici.
- Un'erezione del pelo o delle piume dell'animale.
- Tremori in piccoli movimenti che creano calore consumando energia.
- Ridurre la superficie esposta quando si adotta una postura rannicchiata.
Se il numero di barriere adattative sopra menzionate non è in grado di far fronte al freddo, il corpo aumenterà il suo metabolismo basale per preservare la temperatura corporea. Questo è un enorme dispendio energetico.
L'adattamento al freddo può essere anche di gruppo
È interessante sapere che ci sono adattamenti comportamentali unici che gli animali antartici usano per sopravvivere al rigido inverno. Ad esempio, i pinguini imperatori formano grandi colonie.
La vicinanza tra i pinguini non solo risponde ad un bisogno di condividere il calore corporeo, ma li protegge anche dagli effetti del vento. Un fatto curioso è che i pinguini nella colonia si alternano per l'occupazione della prima linea che rompe il vento.
Ci sono differenze tra acclimatazione e adattamento al freddo
Poiché questi termini possono essere confusi, riteniamo essenziale evidenziare le loro differenze. L'acclimatazione è la somma degli aggiustamenti che seguono l'esposizione ripetuta e prolungata alle basse temperature, cioè è un processo temporaneo.
In secondo luogo, l'adattamento al freddo si instaura solo dopo molte generazioni e obbedisce a un processo di selezione naturale. Pertanto, sebbene il tempo di esposizione per l'acclimatazione vari da una specie all'altra, generalmente si verifica in un intervallo da due a sei settimane.
Cosa c'è di più, una volta che la temperatura si alza, si inverte la regolazione fisiologica dell'acclimatazione. Al contrario, l'adattamento è un processo graduale, a lungo termine e irreversibile che gli organismi viventi mostrano di adattarsi al nuovo ambiente per un periodo di tempo indeterminato.
Adattamenti al freddo: un mondo di tratti caratteristici
Una volta definite le differenze tra adattamento e acclimatazione, è il momento di osservare alcuni esempi di questo fenomeno adattativo nel regno animale.
Avere un pelo folto: un adattamento molto efficace al freddo
I mammiferi e gli uccelli polari si proteggono fisicamente dal freddo facendo crescere il piumaggio invernale e la pelliccia. Preparano anche uno strato di grasso per prevenire la perdita di calore. Molti animali hanno un manto antivento o impermeabile.
Ancora una volta, i pinguini imperatori ne sono un ottimo esempio. Questi uccelli hanno quattro strati di piume simili a squame. Gli strati si sovrappongono e quindi formano una buona protezione contro il vento, anche per condizioni estreme come una tempesta di neve.
Le proprietà isolanti del mantello dipendono dalla conduttività termica dei singoli peli e dalla loro capacità collettiva di intrappolare uno strato d'aria. Nelle renne e nei caribù, ad esempio, ogni pelo del mantello esterno è cavo e contiene migliaia di cavità piene d'aria separate da sottili tramezzi.
Spessi strati di grasso, una risorsa a doppio scopo
Balene, foche e alcuni pinguini hanno spessi strati di grasso. Questi strati fungono da isolante, poiché intrappolano il calore corporeo e ne impediscono la dispersione nel mezzo. L'effetto sull'animale è analogo all'atto di avvolgersi in una coperta.
In alcuni animali la protezione è ulteriormente affinata: sono in grado di ridurre il flusso sanguigno nel tessuto adiposo. Questa strategia è molto efficace, perché più il sangue è lontano dalla superficie della pelle, meno calore viene perso.
In secondo luogo, gli strati di grasso possono essere utilizzati anche come riserva energetica in luoghi con poche risorse per il cibo. Per esempio, gli elefanti marini maschi possono vivere delle loro riserve di grasso durante la stagione invernale.
Il freddo impone anche le piccole membra
Senza dubbio, le parti del corpo che sporgono dal volume principale dell'animale sono spesso i primi luoghi in cui sentire freddo in inverno. I pinguini imperatori hanno zampe e pinne molto piccole, il che significa che richiedono meno sangue e perdono meno calore.
D'altra parte, orecchie e code minuscole sono un altro adattamento al freddo. Ad esempio, nel parente di Ilí del coniglio pica (Ochotona iliensis), le sue piccole appendici resistono al congelamento.
Scambio controcorrente per conservare il calore: la rete meravigliosa
Si dovrebbe notare che nessun animale - grande o piccolo - può coprire tutto il suo corpo con una pelle isolantepoiché le zampe, le pinne e il naso devono essere lasciati liberi di funzionare. Tuttavia, se questi arti permettessero al calore corporeo di fuoriuscire, molti animali non sarebbero in grado di sopravvivere in climi freddi.
Così, un gabbiano o un'anatra che nuota nell'acqua ghiacciata perderebbero calore attraverso i loro piedi palmati più velocemente di quanto potrebbero generarlo. Inoltre, i piedi caldi sulla neve lo scioglierebbero e le zampe dell'animale si congelerebbero presto, evento che lo intrappolerebbe in una posizione fissa.
Di fronte a questo problema pratico, la natura ha sviluppato un meccanismo semplice ma efficace per ridurre la perdita di calore. si tratta di mantieni le tue estremità fresche utilizzando la meravigliosa chiamata di rete. In breve, uno scambio controcorrente avviene in una rete di piccole arterie e vene che si formano alla giunzione del tronco dell'animale e dell'arto.
In questa rete, le arterie che portano il sangue caldo all'arto e le vene che riportano il sangue raffreddato sono disposte in stretta vicinanza. La vicinanza incoraggia il sangue arterioso caldo a trasferire il suo calore al sangue venoso freddo, consentendo di conservare parte del calore corporeo.
Come abbiamo visto, esistono molteplici adattamenti da parte di vari gruppi di vertebrati a variazioni ambientali estreme. Grazie a loro, alcuni animali sono riusciti a colonizzare gli ambienti più inospitali e inclementi della Terra.
