راز شگفت‌انگیز طبیعت؛ خزندگان چگونه در زمستان زنده می‌مانند؟

راز بقا: هر چه هم انسان‌ها از سرما‌های فصلی شکایت کنند، اما در پایان روز، می‌توانند به حالت عادی برگردند به این معنی که بدن انسان گرما تولید می‌کند. از طرف دیگر انسان همچنین می‌تواند دمای بدن را کم و بیش ثابت نگه دارد.

به گزارش راز بقا، اما همه حیوانات از این مزایای فیزیولوژیکی برخوردار نیستند. به غیر از تعداد انگشت شماری از گونه‌ها مانند لاک پشت دریایی بزرگ، تعداد کمی از خزندگان یا دوزیستان می‌توانند بدن خود را در دمای ثابت نگه دارند؛ و از آنجایی که آن‌ها نمی‌توانند خود را گرم کنند، این موجودات باید گرما را از محیط خود دریافت کنند.

اما وقتی محیط سردتر می‌شود چه اتفاقی می‌افتد؟ قورباغه‌ها، مار‌ها و لاک‌پشت‌ها چگونه می‌توانند در ماه‌های زمستان در مکان‌هایی که سال به سال شاهد پوشش‌های برف، دریاچه‌های یخ‌زده و دمای زیر انجماد هستند، از این شرایط عبور کنند؟

سرداب نشینان

بسیاری از خزندگان و دوزیستان دوره‌های بی تحرکی شدید فصلی را پشت سر می‌گذارند. هنگامی که هوا سردتر می‌شود، ممکن است ضربان قلب کاهش یابد، متابولیسم کند شود و دمای کلی بدن کاهش یابد.

دانشمندان در مورد اینکه این حالت را چه نامی بگذارند اختلاف نظر دارند. همه می‌پذیرند که این حالت نوعی خواب است. برخی از کارشناسان آن را به عنوان خواب زمستانی طبقه بندی می‌کنند، برخی دیگر از آن به عنوان brumation یاد می‌کنند.

برومیشن (brumation) به حالتی گفته می‌شود که یک حیوان مانند مار و مارمولک در سرمای زیاد در زیر پناهگاه‌ها مخفی می‌شوند و البته بیدار می‌مانند تا هوای سرد کاملا برود. در واقع حیوان در تمام این مدت بیدار می‌ماند و غیرفعال می‌شوند. این وضعیت با خواب زمستانی تفاوت دارد. 

مار‌های خفته معمولاً به لانه‌های زمستانی می‌روند و کناره‌گیری می‌کنند. این پناهگاه‌ها ممکن است یک لانه رها شده از جوندگان، یک شکاف آشکار روی یک صخره یا برخی از سوراخ‌های طبیعی در زیر درخت باشند. مار‌های مختلفی نیز شناخته شده اند که زیرزمین یا گاراژ خانه‌ها را به اقامتگاه‌های زمستانی تبدیل می‌کنند.

در مناطق سرد فصلی مانند کانادا و شمال ایالات متحده، مار‌ها باید لانه خود را با احتیاط انتخاب کنند. در حالت ایده آل، یک نقطه پاتوق زمستانی باید در اعماق زمین باشد.

پنهان شدن در زیر زمین استراتژی بقای انتخابی برای بسیاری از لاک پشت‌ها نیز هست. برخی از گونه‌ها - مانند لاک‌پشت نقب‌زن - حفره‌های خود را حفر می‌کنند، اما خزندگان غلاف‌دار مانند لاک‌پشت گا‌ها سوراخ‌های خالی جوندگان قبلی را اشغال می‌کنند و این در بین برخی از گونه‌ها غیرمعمول نیست. 

در حال حاضر یک خرس سیاه در خواب زمستانی می‌تواند بیش از ۱۰۰ روز بدون مصرف آب یا غذا بخوابد. خزندگان در طول خواب زمستانی/ برومیشن تمایل دارند فعال‌تر باشند. هنگامی که یک دوره گرم در اواسط زمستان پیش می‌آید، از آن به عنوان فرصتی برای خزیدن به سطح استفاده می‌کنند، مدتی در زیر نور خورشید قرار می‌گیرند و شاید یک نوشیدنی سریع بخورند.

خزندگان به عنوان موجوداتی تنها تلقی می‌شوند، شهرتی که کاملاً شایسته آن‌ها نیستند. مار زنگی پشت الماسی شرقی را در نظر بگیرید، که به نظر نمی‌رسد از زندگی مشترک با لاک‌پشت‌های نقب‌زن ناراحت باشد. اعضای هر دو گونه گاهی اوقات با هم در داخل یک لانه مخفی می‌شوند. 

به همین ترتیب، مار‌ها اغلب لانه‌های خود را با مار‌های دیگر به اشتراک می‌گذارند. مار‌های گارتر یا بندجورابی به این مشهورند که در گروه‌های بزرگ وارد خواب زمستانی می‌شوند، گروهی که ممکن است از صد‌ها - یا حتی هزاران مار - تشکیل شده باشد. طبق گزارش ها، یک لانه زمستانی مار‌ها در کانادا  ۸۰۰۰ مار داشت.

همانطور که مار‌ها پیش می‌روند، بندجورابی‌ها به طور قابل توجهی در برابر سرما مقاوم هستند. یک گونه از مار‌ها حتی می‌تواند ۴۰ درصد از آب مایع درون بدنش را به حالت جامد در بیاورد و زنده بماند، اما تنها در صورتی که یخ پس از چند ساعت ذوب شود.

با این حال، قورباغه چوبی تحمل یخ زدگی را به سطح جدیدی رسانده است. این جنگجو که بومی آمریکای شمالی است در هوای سرد تنها دوزیست در نیمکره غربی است که دامنه زندگی آن آن تا دایره قطب شمال امتداد دارد. هر پاییز، قورباغه‌های چوبی خود را زیر پتوی نازکی از خاک برگی در کف جنگل دفن می‌کنند. سپس آن‌ها تا هشت ماه خواب می‌مانند. 

در این فرآیند، قلب به طور موقت از تپش می‌ایستد و قورباغه‌ها وارد حالت زیست معلق می‌شوند. این دوزیستان در عرض‌های جغرافیایی معتدل و قطبی یخ می‌زنند. خوشبختانه، کبد مقدار زیادی گلوکز را به جریان خون پمپاژ می‌کند در حالی که ادرار در بدن باقی می‌ماند. همه این‌ها به جلوگیری از خشک شدن سلول‌ها کمک می‌کند، چیزی که به طور معمول در طول فرآیند انجماد اتفاق می‌افتد.

بنابراین، ۶۵ درصد از کل آب بدن یک قورباغه چوبی می‌تواند یخ زده شود و این دوزیست هنوز برای مبارزه یک روز دیگر زنده بماند. علاوه بر این، قورباغه ممکن است تا ۲۱۸ روز در دمای منفی ۱۸ درجه سانتیگراد منجمد نگه داشته شود.

نمونه دیگری از این استراتژی بقای جالب را می‌توان در شمال روسیه یافت. سمندر سیبری در مناطقی زندگی می‌کند که دمای آن‌ها منفی ۵۰ درجه سانتیگراد یا کمتر است. این حیوان برای زنده ماندن، زیر درختان، پوشش گیاهی و برف‌ها به خواب زمستانی می‌رود. یک «ماده شیمیایی ضد یخ» در جریان خون وقتی که بیشتر آب بدن موجودات به یخ تبدیل می‌شود، جانور را زنده نگه می‌دارد.

آنچه در زیر یخ نهفته است

دوزیستان زمینی با مهارت‌های حفاری ضعیف - مانند قورباغه چوبی - تمایل دارند یا در لانه‌های موجود به خواب زمستانی بروند یا در سطح زمین پناهگاهی پیدا کنند. نقب‌زن‌های های خوبی مانند وزغ آمریکایی و سمندر خالدار به طور فعال چاله‌های زمستانی را برای خود حفر می‌کنند که این چاله‌ها تا زیر خط یخبندان ادامه دارد.

برای دوزیستان متمایل به آب، گزینه دیگری وجود دارد. قورباغه‌های بزرگ آمریکایی ساکنان دریاچه و برکه‌هایی هستند که آب‌های غنی از اکسیژن را پیدا می‌کنند و زمستان‌های خود را در زیر یخ‌های سطحی که در آنجا تشکیل می‌شود می‌گذرانند. 

لاک‌پشت‌های نقاشی شده از استراتژی مشابهی استفاده می‌کنند. خزندگان معمولاً از ریه‌های خود برای تنفس استفاده می‌کنند، اما برخی از لاک پشت‌های نیمه آبزی نیز می‌توانند اکسیژن موجود در آب را از طریق پوست جذب کنند. لاک‌پشت‌های نقاشی شده زمستان‌گذران این کار را به‌خوبی انجام می‌دهند به علاوه آن‌ها می‌توانند میزان متابولیسم خود را در هر زمستان بین ۹۵ تا ۹۹ درصد کاهش دهند. این گونه است که آن‌ها ماه‌ها در زیر لایه‌های ضخیم یخ دریاچه زنده می‌مانند. گاهی اوقات، شما حتی می‌توانید آن‌ها را ببینید که در زیر موانع یخ زده شنا می‌کنند.

اما چرا وقتی می‌توانید پوزه خود را به یک لوله تنفسی تبدیل کنید، از دردسر تنفس پوستی رنج ببرید؟ در ژانویه ۲۰۱۸، اینترنت پر شد از تمساح‌های کارولینای شمالی که بینی‌شان را از یک حوض یخ‌زده از آب بیرون آوردند. تماسح‌ها نمی‌توانند بیش از یک هفته یا بیشتر در آب یخ زده زنده بمانند. آن‌ها برای اقامتگاه‌های زمستانی طولانی مدت، از گل و لای کنار آب گودال‌های عمیقی می‌سازند.

نکته جالب

تگوی سیاه و سفید آرژانتینی (نوعی مارمولک) می‌تواند دمای بدن خود را در ماه‌های سپتامبر تا دسامبر، که معادل بهار در آمریکای جنوبی است، افزایش دهد، اما دانشمندان مطمئن نیستند که این حیوان چگونه این کار را انجام می‌دهد. تصور می‌شود که این اندوترمی محدود (تنظیم دمای بدن) به تگو‌ها انرژی بیشتری برای فصل جفت‌گیری بدهد.