Когда наступит холодная зима, чистоводные черепахи будут зимовать на замерзшем дне озера, меняя механизм метаболизма и поглощая кислород из воды через... свой зад.
Черепахи — хладнокровные , поэтому температура их тела меняется в зависимости от внешней среды. Если температура воды равна 1 градусу Цельсия, такой же будет и температура тела черепахи.
Но у черепах есть легкие и они нормально дышат воздухом. Итак, когда наступает холодная зима, вода замерзает, как черепахи могут дышать, когда они не могут выбраться на поверхность? Ответ заключается в связи между температурой тела черепахи и их внутренним метаболизмом.
Черепахи в холодной воде будут иметь более медленный метаболизм. Чем холоднее погода, тем медленнее метаболизм черепахи, в результате чего им требуется меньше энергии и кислорода.
Поэтому, когда черепахи впадают в спячку, они будут жить за счет энергии, запасенной в организме, и поглощать кислород из воды с помощью движущихся частей, содержащих множество кровеносных сосудов под кожей. Таким образом, черепаха может получать достаточное количество кислорода для самых минимальных потребностей, не используя легкие для дыхания. А область, содержащая больше всего кровеносных сосудов на теле черепахи, — это… их ягодицы. У них есть многоцелевая клоака, которая используется для полового размножения и откладывания яиц, а также для выделения отходов. Однако этот «черный ход» также участвует в основном дыхательном процессе, проще говоря, «дыхании через попу».
По словам Крейга Франклина, физиолога дикой природы из Университета Квинсленда (Австралия), во время дыхания клоаки черепахи перекачивают воду через отверстия клоаки в два мешковидных органа, называемых бурсами , которые действуют как бурсы, подобно подводным легким черепахи. Затем кислород в воде диффундирует через шипы сумок в кровь черепахи.
Однако дыхание клоаки очень неэффективно по сравнению с нормальным аэробным дыханием, и все черепахи также способны легче дышать через легкие. Таким образом, «грудное дыхание» встречается только у нескольких пресноводных видов, чтобы справиться с окружающей средой, в которой дышать особенно трудно, например, в реках с быстрым течением или в замерзших прудах.
Однако способность черепах выдерживать зиму также ограничена. Взрослые черепахи не в состоянии выдержать леденящий холод наружного воздуха, потому что такие погодные условия вызывают появление кристаллов льда в их телах, что приводит к их гибели. Именно по этой причине чистоводные черепахи часто зимуют в воде, где температура их тела поддерживается постоянной и никогда не замерзает.
Фактически замерзает только поверхность воды, соприкасающаяся с воздухом. Зимой вода на дне озера обычно имеет стабильную температуру, что идеально подходит для зимней спячки некоторых хладнокровных водных животных.
Но в то же время, зимуя здесь, черепахи столкнутся с двумя проблемами: они не смогут выйти на поверхность, чтобы получить кислород, а скудный кислород на дне озера придется делить с некоторыми другими животными .
По прошествии зимы количество кислорода в озере постепенно истощалось, в результате чего озеро впадало в состояние гипоксии или истощения кислорода. Некоторые виды черепах могут выжить в условиях недостатка кислорода, а другие нет.
Щелкающие черепахи и цветочные черепахи зимуют на дне, изменяя свой метаболизм так, что им не нужно использовать кислород. Однако, если это продлится слишком долго, это поставит под угрозу жизнь этих черепах, поскольку в их мышечной ткани появится кислота, рожденная в процессе изменения метаболических механизмов.
Но сколько времени считается «слишком долгим» ? Что касается каймановых черепах и цветочных черепах, то они могут выживать на дне озера холодной зимой более 100 дней . С точки зрения устойчивости к гипоксии цветочные черепахи практически «не имеют себе равных» , потому что они справляются с выработкой кислоты в мышцах, используя кальций в своих панцирях для нейтрализации кислоты.
С приходом весны, когда черепахи заканчивают спячку, их тела почти состоят из мускулов. Из-за большого количества молочной кислоты в мышцах этих черепах, делающих их подвижность еще хуже, чем раньше, они становятся лакомой добычей для хищников. Ранней весной потребуется некоторое время, чтобы повысить метаболизм и устранить молочную кислоту в мышцах, прежде чем он сможет вернуться к нормальной деятельности.
Для биологов лучшее время для работы — весна и лето, когда животные наиболее активны. Однако в Онтарио, где зимы очень длинные, многие виды черепах впадают в спячку более половины своей жизни.
Исследования, направленные на то, чтобы понять, как эти черепахи ведут себя зимой, имеют решающее значение для работы биологов по сохранению и защите среды обитания этих черепах, когда две трети некоторых видов черепах в настоящее время занесены в Красную книгу с очень высоким риском исчезновения.
Группа исследователей прикрепила к панцирю черепах небольшое устройство, с помощью которого можно контролировать их температуру во время спячки. В результате эти черепахи зимуют группами, и каждую зиму возвращаются на одно и то же место.
Однако это лишь малая часть того, что команда смогла наблюдать о выживании черепах в холодную зиму.
Если Вам понравилась статья, подписывайтесь, ставьте лайк, делитесь мнением в комментариях!