Một trận bão tuyết trắng xóa dường như không ảnh hưởng gì đến sự thèm ăn của chú sóc nhỏ này Mặc dù thời tiết bên ngoài thực sự có thể trở nên khủng khiếp trong mùa đông này, nhưng áo parka, mũ đan, tất len, ủng cách nhiệt và có thể là ngọn lửa bập bùng khiến những người sống ở vùng khí hậu lạnh có thể chịu đựng được. Nhưng những gì về tất cả các động vật hoang dã ngoài kia? Chúng sẽ không bị đóng băng chứ? Bất kỳ ai từng dắt chó đi dạo khi nhiệt độ lạnh giá đều biết rằng răng nanh sẽ rùng mình và thích bị lạnh chân, điều này phần nào giải thích cho sự bùng nổ của ngành công nghiệp quần áo cho thú cưng. Nhưng động vật hoang dã thì không có áo khoác hay giày cao cổ thời trang. Trên thực tế, động vật hoang dã có thể bị tê cóng và hạ thân nhiệt, giống như con người và vật nuôi. Ở miền bắc Hoa Kỳ, những chiếc đuôi không có lông của Opossums là một nạn nhân phổ biến khi tiếp xúc với lạnh. Mỗi đợt lạnh bất thường ở Florida thường xuyên dẫn đến việc cự đà rơi từ trên cây xuống và lợn biển chết vì lạnh. Tránh lạnh là điều quan trọng để bảo toàn tính mạng hoặc chi (hoặc trong trường hợp của opossum là đuôi) và cơ hội sinh sản. Những mệnh lệnh sinh học này có nghĩa là động vật hoang dã phải có khả năng cảm thấy lạnh, để cố gắng tránh những tác động có hại của những điều kiện khắc nghiệt của nó. Các loài động vật cũng có những trải nghiệm tương đương với những gì con người trải qua khi vết cắn khó chịu xen lẫn cảm giác kim châm thúc giục chúng ta sưởi ấm sớm nếu không sẽ phải gánh chịu hậu quả. Trên thực tế, cơ chế của hệ thần kinh để cảm nhận một phạm vi nhiệt độ gần như giống nhau ở tất cả các loài động vật có xương sống. Một thách thức trong mùa đông đối với động vật máu nóng, hay động vật biến nhiệt, như chúng được biết đến một cách khoa học, là duy trì nhiệt độ bên trong cơ thể chúng trong điều kiện lạnh giá. Điều thú vị là ngưỡng cảm nhận nhiệt độ có thể thay đổi tùy thuộc vào sinh lý học. Ví dụ, một con ếch máu lạnh - tức là ngoại nhiệt - sẽ cảm thấy lạnh khi bắt đầu ở nhiệt độ thấp hơn so với chuột. Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng động vật có vú ngủ đông, như sóc đất mười ba hàng, không cảm thấy lạnh cho đến khi nhiệt độ thấp hơn so với động vật thu nhiệt không ngủ đông. Vì vậy, động vật biết khi nào trời lạnh, chỉ ở nhiệt độ khác nhau. Khi thủy ngân giảm mạnh, động vật hoang dã đang phải chịu đựng hay chỉ trôi theo dòng chảy băng giá? Giải pháp: Giảm hoạt động và ngủ đông Nhiều sinh vật thu nhiệt ở khí hậu lạnh thể hiện trạng thái uể oải: Trạng thái giảm hoạt động. Chúng trông giống như họ đang ngủ. Bởi vì động vật có khả năng ngủ xen kẽ giữa việc điều chỉnh nhiệt độ cơ thể bên trong và cho phép môi trường ảnh hưởng đến nó, các nhà khoa học coi chúng là "dị thân nhiệt". Trong điều kiện khắc nghiệt, tính linh hoạt này mang lại lợi thế là nhiệt độ cơ thể thấp hơn, đặc biệt là ở một số loài, thậm chí dưới điểm đóng băng 32 độ F (0 độ C), điều này không tương thích với nhiều chức năng sinh lý. Kết quả là tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn, và do đó nhu cầu năng lượng và thực phẩm thấp hơn. Ngủ đông là một phiên bản kéo dài của chế độ ngủ đông. Torpor mang lại lợi ích bảo tồn năng lượng cho động vật hoang dã có thân hình nhỏ hơn nói riêng, hãy nghĩ đến loài dơi, loài chim biết hót và loài gặm nhấm. Chúng mất nhiệt nhanh hơn một cách tự nhiên vì diện tích bề mặt cơ thể lớn so với kích thước tổng thể của chúng. Để duy trì nhiệt độ cơ thể trong phạm vi bình thường, chúng phải tiêu tốn nhiều năng lượng hơn so với động vật có thân hình to lớn hơn. Điều này đặc biệt đúng đối với những loài chim duy trì nhiệt độ cơ thể trung bình cao hơn so với động vật có vú. Thật không may, chế độ ngủ đông không phải là giải pháp hoàn hảo để sống sót trong điều kiện lạnh giá vì nó đi kèm với những đánh đổi, chẳng hạn như nguy cơ trở thành bữa trưa của động vật khác cao hơn. Sự thích nghi giúp động vật sống sót qua cái lạnh Một con gấu và đàn con của nó chờ đợi qua mùa đông trong hang của chúng dưới một tảng đá lớn Không có gì ngạc nhiên khi động vật đã tiến hóa các cách thích nghi khác để vượt qua các tháng mùa đông. Các loài động vật hoang dã ở vĩ độ phía bắc có xu hướng lớn hơn với các phần phụ nhỏ hơn so với họ hàng gần của chúng gần vùng nhiệt đới. Nhiều loài động vật đã tiến hóa các hành vi để giúp chúng đánh bại cái lạnh: Ẩn náu, đào hang và ngủ trong hang đều là những cách phòng thủ tốt. Và một số loài động vật trải qua những thay đổi về sinh lý khi mùa đông đến gần, tích tụ mỡ dự trữ, lông mọc dày hơn và giữ một lớp không khí cách nhiệt trên da bên dưới lông hoặc lông vũ. Thiên nhiên đã nghĩ ra những mánh khóe tinh vi khác để giúp nhiều loài động vật đối phó với những điều kiện mà con người chẳng hạn, sẽ không thể chịu đựng được. Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào mà những con ngỗng có thể đứng thoải mái trên băng hay những con sóc trên tuyết bằng đôi chân trần của chúng chưa? Bí mật là sự gần gũi của các động mạch và tĩnh mạch ở tứ chi của chúng tạo ra một dải nhiệt độ ấm lên và làm mát. Khi máu từ tim đi đến các ngón chân, hơi ấm từ động mạch truyền đến tĩnh mạch mang theo máu lạnh từ các ngón chân trở về tim. Sự trao đổi nhiệt ngược dòng này cho phép phần lõi của cơ thể giữ ấm trong khi hạn chế mất nhiệt khi tứ chi lạnh, nhưng không lạnh đến mức gây tổn thương mô. Hệ thống hiệu quả này được sử dụng bởi nhiều loài chim và động vật có vú trên cạn và dưới nước, và thậm chí còn giải thích quá trình trao đổi oxy xảy ra trong mang cá. Nói về cá, làm thế nào để chúng không bị đóng băng từ trong ra ngoài trong vùng nước băng giá? May mắn thay, băng nổi vì nước đậm đặc nhất dưới dạng chất lỏng, cho phép cá bơi tự do ở nhiệt độ không quá đóng băng bên dưới bề mặt đông đặc. Ngoài ra, cá có thể thiếu thụ thể cảm nhận lạnh được chia sẻ bởi các động vật có xương sống khác. Tuy nhiên, chúng có các enzym độc đáo cho phép các chức năng sinh lý tiếp tục ở nhiệt độ lạnh hơn. Ở các vùng cực, cá thậm chí còn có "protein chống đông" đặc biệt liên kết với các tinh thể băng trong máu của chúng để ngăn sự kết tinh lan rộng. Cá chép trong ao bị đóng băng một phần đang hoạt động tốt Một vũ khí bí mật khác ở động vật có vú và chim trong thời gian dài tiếp xúc với lạnh là mô mỡ màu nâu hay "mỡ nâu" rất giàu ti thể. Ngay cả ở người, những cấu trúc tế bào này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, tạo ra hơi ấm mà không gây co cơ và sử dụng năng lượng không hiệu quả liên quan đến run, một cách khác mà cơ thể cố gắng làm nóng. Quá trình sinh nhiệt không gây run này có thể giải thích tại sao người dân ở Anchorage có thể hài lòng mặc quần đùi và áo phông vào một ngày mùa xuân khi nhiệt độ bên ngoài là 40 độ F (4 độ C). Tất nhiên, di cư có thể là một lựa chọn mặc dù nó tốn kém về chi phí năng lượng cho động vật hoang dã và tài chính cho những người muốn đến gần xích đạo hơn. Là một loài, con người có khả năng thích nghi ở một mức độ nào đó - một số người trong chúng ta hơn những người khác - nhưng chúng ta không đặc biệt thích nghi với lạnh. Có lẽ đó là lý do tại sao thật khó để nhìn ra ngoài cửa sổ vào một ngày lạnh giá và không cảm thấy tồi tệ với một con sóc đang thu mình lại khi gió mùa đông thổi qua bộ lông của nó. Chúng ta có thể không bao giờ biết liệu động vật có sợ mùa đông hay không - rất khó để đánh giá trải nghiệm chủ quan của chúng. Nhưng động vật hoang dã có nhiều chiến lược giúp cải thiện khả năng chịu lạnh của chúng, đảm bảo chúng sống để nhìn thấy một mùa xuân khác.
