Odgovori lijevo gost

Insekti koji žive u umjerenim i polarnim zonama najotporniji su na niske temperature. U umjerenom pojasu otpornost insekata na hladnoću varira ovisno o godišnjem dobu, najveća je sredinom zime, najotporniji su insekti koji zimuju ispod kore drveća i u praznim stabljikama biljaka.
Ako hlađenje nije jako duboko i nastupi iznenada, insekt pada u stanje hladnog stupora.
Prije početka nepovoljnog godišnjeg doba ponekad se u organizmu insekta dešavaju vrlo duboke fiziološke promjene. Oni su povezani sa određenim fiziološkim stanjem - dijapauzom.
Brojni insekti mogu dugo tolerirati mraz. Takvi insekti se mogu podijeliti u dvije kategorije: otporni na smrzavanje (nakon smrzavanja ekstracelularne tekućine ostaju živi) i nestabilni (umiru nakon smrzavanja, ali imaju specijalnih uređaja da mu se odupre). Očigledno je u rijetkim slučajevima moguća i kombinacija otpornosti na smrzavanje s mehanizmima koji sprječavaju smrzavanje. Samo nekoliko dvokrilaca, leptira, buba i čipkarica razvilo je takvu otpornost, i to tek u određenoj fazi razvoja. Kod ovih insekata, tjelesne tečnosti se smrzavaju na relativno visokoj temperaturi za insekte - ne nižoj od -10°C. Karakteristika ovih insekata je prisutnost u hemolimfi posebnih tvari sličnih proteinima koje doprinose stvaranju ledenih kristala između organa. Ovi kristali privlače molekule vode koji ostaju slobodni. Očigledno, to naglo smanjuje mogućnost kristalizacije vode unutar ćelija. Takvi insekti otporni na mraz su, na primjer, leptir lastavica, čija chrysalis u smrznutom stanju može tolerirati temperature do -196 ° C.
Sposobnost otpora na smrzavanje mnogo je češća među insektima. Takvi insekti razvijaju posebne uređaje, čija je suština smanjenje točke hipotermije, kao i maksimalno uklanjanje tvari koje doprinose stvaranju kristala leda, barem unutar ćelija. Za takve insekte, kada žive u umjerenom pojasu, tačka prehlađenja, ispod koje je moguće smrzavanje, leži ispod -30 ° C, a za insekte arktičke zone - ispod -60 ° C.
Gusjenice zlatne repe koje prezimljuju sadrže do 69% vode u svom tijelu i izdržavaju temperature od -14°C do 158 dana.
Poznato je da 1 mol bilo koje tvari po 1 litru otopine snižava tačku smrzavanja potonje za gotovo 2 °. Učinak nekoliko tvari u tekućini se sumira.
Među tim supstancama su neki šećeri (trehaloza, glukoza, fruktoza), posebni proteini i aminokiseline. Osim toga, u tijelu zimujućih insekata, često u u velikom broju(do 25% tjelesne težine) postoji antifriz koji se široko koristi u tehnici - glicerin ili njemu slične tvari u djelovanju. Glicerin ovdje obično nije samo pasivni antifriz i na određeni način se distribuira u tijelu insekta. U svakom slučaju, umjetno ubrizgavanje glicerola ne dovodi uvijek do povećanja otpornosti na hladnoću. Nakon prezimljavanja, glicerol se pretvara u glikogen.
Potreba za uklanjanjem tvari koje stvaraju kristale iz tijela ponekad dovodi do određenih promjena u prehrani. Kod insekta koji je potpuno spreman za zimovanje, crijeva se oslobađaju od sadržaja.
Rekord otpornosti na hladnoću postavile su larve jedne od vrsta komaraca, koje se trzaju, koje žive u planinskim predjelima Afrike. Ove larve se razvijaju u privremenim rezervoarima - udubljenjima stijena ispunjenih vodom za vrijeme kiša. Svi ovi rezervoari, zajedno sa larvama, brzo se osuše, ali suve ličinke ostaju žive i, nakon vlaženja, ponovo postaju aktivne. Suhe ličinke mogu izdržati temperature od gotovo apsolutne nule (-270°C) bez ikakvih oštećenja.
Insekti mnogo teže podnose visoke temperature, koje brzo dovode do metaboličkih poremećaja, zgrušavanja proteina i smrti. Insekti su neko vrijeme u stanju održavati svoju tjelesnu temperaturu ispod temperature okoline zbog isparavanja vlage, što je pojačano uništavanjem voštane ljuske tijela visokom temperaturom. Naravno, ovaj efekat je određen vlažnošću vazduha. Dakle, crni žohari u vlažnom zraku brzo umiru na + 38 °, a u suhom zraku, koji osigurava isparavanje, prežive neko vrijeme na + 48 °. U nekim slučajevima, tjelesna temperatura se može sniziti širenjem kapljica tekućine iz usta ili anusa po tijelu.
Rezultat posebnih fizioloških prilagodbi je sposobnost nekih insekata da žive u vrelim vulkanskim izvorima na temperaturama vode do +65 °. To su ličinke nekih obalnih muha i lavova. Potpuna suprotnost od njih su insekti aktivni na snijegu zimsko vrijeme. Za njih je sobna temperatura (+ 20 °) štetna. Slično, temperatura od +35° u minutima ubija skakavce koji žive u pećini na konstantnoj temperaturi od +11°.

Ivan Ivanovič Šiškin. Pčelinjak u šumi. Koji insekti žive u posebnim kućicama prikazanim na slici? Koji insekti žive u posebnim kućicama prikazanim na slici? Kako se zovu ove kuće? Zašto su smešteni u šumi? Kako se zovu ove kuće? Zašto su smešteni u šumi? TRIZ-Chita

Tako teška buba zuji: zhu-zhu-zhu, zhu-zhu-zhu! Pa pčela pjeva pčeli: la-la-la, la-la-la! Vilin konjic ne trepće: za-za-za, za-za-za! Ovako pleše žohar: može-može-može, može-može-može! Komarac sjedi na nosu: mar-mar-mar, mar-mar-mar! Buva se smeje: ha-ha-ha, ha-ha-ha! TRIZ-Chita

Buba Bombardier ispaljuje vruću, otrovnu tečnost na neprijatelje. Bombardier Buba ispaljuje vrelu, otrovnu tečnost na neprijatelje. Da neko može da skače kao buva, preskočio bi fudbalski teren! Da neko može da skače kao buva, preskočio bi fudbalski teren!

Saznajte više o neobičnim insektima! neobychnye-nasekomye-v-mire-11-foto.html

Jan van Kessel. Stariji. Insekti i bobice ribizle Jan van KESSEL. Stariji. Insekti i bobice ribizle. Pogledajte sliku insekata. Imenujte nekoga koga poznajete. Koji dijelovi tijela insekata se mogu dobro vidjeti? Pronađite greške koje je umjetnik napravio dok je crtao. Krila insekata su tanke ploče. Mogu biti lagane i prozirne, poput vretenaca. I tvrde su i raznobojne, poput buba. TRIZ-Chita

KUĆNA PČELA Pčela medonosna (Apis millifera) je pripitomljena vrsta himenoptera iz porodice pčela. Imati veliki značaj kao oprašivači biljaka i dobavljači meda, voska, propolisa, matične mliječi, pčelinjeg otrova Svilena buba je domaći insekt. Gusjenice svilene bube uvijaju čahure čije se školjke sastoje od neprekidne svilene niti dužine m. Gusjenice jedu lišće bez prestanka i danju i noću, zbog čega rastu vrlo brzo. svilena buba

Čim se temperatura okoline promijeni za nekoliko stepeni, za ljude nastaje prava katastrofa. Godišnji "iznenadni" dolazak zime, pljuskovi i klizišta, zemljotresi i poplave, bilo kakve vremenske nepogode su ozbiljan ispit za čovjeka. U međuvremenu, na našoj planeti postoje životinje za koje postoje normalni uslovi za život. Možda su oni ti koji su predodređeni da igraju dominantne uloge na našoj planeti ako se dogodi Apokalipsa...

Ova vrsta nematode otkrivena je tek nedavno, 2011. godine. Ne mari za sverazarajući pritisak, nedostatak kiseonika i visoke temperature. Staništa crva nalaze se do 3,5 kilometara ispod površine planete. Odabravši takav "dom" za sebe, životinja je postavila novi "svjetski rekord", poboljšavši prethodno "dostignuće" višećelijskih organizama odjednom za jedan i pol kilometar. Crvi provode svoje živote u potpunom mraku, jedući najjednostavnije bakterije i pijući ih vodom koja je stara 12 hiljada godina.

Pauk skakač je potpuna suprotnost đavoljem crvu. Njegov "dom" nalazi se na nadmorskoj visini od preko 6,5 km. Uobičajeno "vrijeme" za pauka je izuzetno nisko Atmosferski pritisak i temperatura na kojoj se smrzavaju sva živa bića. Sitni insekti, koje vjetar nosi u planine, jedina su hrana himalajskog pauka, a ni to se ne sreće često.

Ko od odraslih ne bi volio da se nakratko vrati u djetinjstvo, kada se svi problemi mogu riješiti plačem u mamin porub? Ispostavilo se da ovo nije fikcija, već prirodna prirodni proces. Pod pravim uslovima, ova meduza nalik na LED ili policijsku bljeskalicu može se vratiti u svoje novorođenče, čineći je praktično besmrtnom. Naučnici još nisu pronašli nikakva ograničenja u pogledu broja transformacija. Nažalost, svaki put kada besmrtna meduza "padne u djetinjstvo", postaje vrlo ranjiva na insekte i bolesti, što ograničava teorijsku besmrtnost u praksi.

Ovaj insekt je porijeklom iz sjevernih regija Aljaske i Kanade, a može izdržati mrazeve do -150 stepeni Celzijusa. Tijelo bube proizvodi prirodni antifriz, protein koji sprječava kristalizaciju krvi. Osim toga, u krvi postoji glicerin, koji također zaustavlja smrzavanje.

Staništa pompejskog crva nalaze se na dnu okeana. Međutim, njihova glavna sposobnost nije da se uspješno odupiru dubini i pritisku. Crv živi u toplim termalnim izvorima, gdje temperatura vode dostiže 80-100 stepeni Celzijusa. Tijelo skriva u "kućici", ali mu glava viri spolja. Kao rezultat, temperaturna razlika okruženje za rep i glavu je više od 60 stepeni.

Mikroskopske, ne duže od milimetra, životinje mogu preživjeti bukvalno bilo gdje. Za njih ne predstavlja problem ni širok temperaturni raspon, od kosmičke hladnoće do 150 stepeni Celzijusa, niti pritisak koji je 1200 puta veći od atmosferskog. Tardigradi mogu decenijama izdržati bez vode i izdržati zračenje koje je hiljadu puta veće od smrtonosnih doza za ljude. Godine 2007. ljudi su poslali tardigrade u svemir da pronađu granice njihove preživljavanja. Većina životinja se uspješno vratila na Zemlju.

Ko samo ne naseljava planetu Zemlju! Ako razmislite o tome, ljudi - ovo je možda najpametniji, ali vjerovatno najmanji odred. Na primjer, insekti su mnogo raširenija i raznovrsnija klasa živih bića. U procesu duge evolucije, insekti su se prilagodili određenim životnim uslovima.

Izmjena topline se smatra glavnim i vodećim energetskim procesom u odnosu organizma i okoline. Temperatura određuje stanje tijela i svih najvažnijih prirodnih pojava. Karakteristično je da su insekti poikilotermne (hladnokrvne) životinje.

Kod insekata, tjelesna temperatura i sve kemijske reakcije koje se u njemu odvijaju zavise od temperature okoline, od apsorpcije i refleksije zračeće energije sunca od strane tjelesnih integumenata.

Glavni značaj temperature u životu insekata ogledao se u beskonačnoj raznolikosti njihovog vanjskog izgleda - veličine, oblika, boje. Mali insekti imaju manje konstantnu tjelesnu temperaturu od velikih.

Tjelesnu temperaturu dobro održava gusta linija dlake, a raznovrsna skulptura kože (tuberkule, bodlje, grebeni) pospješuje prijenos topline. Boja integumenta tijela je od velike važnosti za regulaciju tjelesne temperature insekta. U hladnoj i vlažnoj klimi insekti su obično tamne boje (crna, smeđa ili tamno siva), u sušnoj i vrućoj klimi su svjetlije (bijela, žuta, narandžasta, svijetlo siva). Srebrne ili zlatne dlake pojačavaju refleksiju jakih strujanja zraka. Eksperimentalno je dokazano da svijetli oblik apsorbira više topline i manje vlage, dok tamni (na primjer, kod zimske gliste) na nižim temperaturama manje, što objašnjava pojavu sezonskog dimorfizma. Temperatura utiče na pigmentaciju, a boja je određena metaboličkim uslovima.

Ako insekt miruje, tada je zbog isparavanja s površine tijela njegova temperatura 2-3 °C niža od temperature okoline. Tokom rada mišića (u letu) temperatura naglo raste. Na primjer, kod letećeg azijskog skakavca na 30-37 °C temperatura tijela je viša za 17-20 °C, dok se kod skakavca koji sjedi ne diže iznad temperature okoline. Prenos toplote se reguliše isparavanjem vode sa površine tela i tokom disanja.

Aktivnost insekata ograničena je određenim temperaturnim granicama: gornjim i donjim pragom razvoja. Većina insekata pada u stupor u jesen - suspendirana animacija (usporavanje vitalnih funkcija kao rezultat hlađenja). Po dostizanju određene donje temperaturne granice, kritične tačke (-12 °C), počinje proces stvrdnjavanja sokova insekata, tokom kojeg se oslobađa latentna energija, a temperatura tela insekta brzo, naglo raste do skoro 0. °C. Povećanje tjelesne temperature posljednja je odbrambena reakcija tijela koja ga može spasiti od smrti. Nakon toga počinje smrzavanje tjelesnih sokova, a kada temperatura padne na nivo na kojem se oslobađala latentna toplina, dolazi do smrti insekta. Temperaturna zona koja leži između kritične tačke (-12°C) i tačke smrti insekta naziva se zona anabioze.

Gornji prag razvoja insekata ne prelazi 40 °C. Iznad ove granice, insekti ulaze i u termičku torpor (dijapauzu), što je zagarantovana adaptacija vrste. Temperatura od 52 °C je smrtonosna, tj. insekt umire, jer se proteinski koloidi zgrušaju.

Aktivni život insekata odvija se na temperaturi od 10-35 °C. Najpovoljnija temperatura je 26°C, pri kojoj je stopa razvoja prosječna, plodnost maksimalna, a mortalitet minimalan. Optimalna temperatura nije konstantna, zavisi od kompleksa faktora koji deluju u kombinaciji sa temperaturom.

Kako temperatura raste, ubrzavaju se svi metabolički procesi. Na primjer, bubamara na temperaturi od 27 °C razvija se oko 16 dana, a na temperaturi od 22 °C - 30 dana.

Identificirani su slučajevi oživljavanja insekata nakon potpunog smrzavanja njihovih sokova i, posljedično, gotovo potpunog prestanka metabolizma. Na primjer, gusjenice livadskog moljca i mirisne gliste stavljene su na temperaturu do minus 190 °C, nakon čega su insekti oživjeli. Umrle su samo ćelije masnog tela, a ćelije mišića i traheje nisu bile poremećene.

Spasiti život tokom zamrzavanja moguće je samo postepenim zamrzavanjem, kada se tjelesni sokovi pretvaraju u staklastu amorfnu tvar bez stvaranja kristala leda. Proces stvaranja nekristalne supstance naziva se vitrifikacija. Kod njega nema preuređivanja molekularnog niza, pa je oživljavanje moguće. Ovaj fenomen (vitrifikacija) je proučavan na bjelanjku jajeta, protoplazmi, protozoama, želatinu i drugim supstancama.

Smrt insekata pod utjecajem niskih temperatura nastaje zbog stvaranja kristala leda u tkivima njihovog tijela, odnosno kršenja stanične strukture, što dovodi do nepovratnih fizioloških promjena.

Pothlađivanje sokova ima fiziološku zaštitnu ulogu od kristalizacije vode. Nivo otpornosti na hladnoću zavisi od sadržaja vode u telu i fiziološkog stanja organizma, od odnosa vezane i slobodne vode u njemu.

Dakle, temperatura ima direktan i indirektan uticaj na život insekata. Temperatura određuje plodnost, trajanje razvojne faze, proždrljivost, pokretljivost, mortalitet.

Brojna zapažanja i eksperimenti provedeni kako bi se identificirao učinak temperatura ispod nule na poikilotermne životinje opovrgnula su neke ranije razvijene opšte prihvaćene teorije, a u poslednjih godina ceo problem je revidiran.

Mnogi istraživači su došli do dokaza da insekti različitih vrlo različitih vrsta preživljavaju smrzavanje na niskim temperaturama. Na primjer, Skolender i saradnici su pokazali da se larve komaraca chironomus pronađene na Aljasci smrznute u ledu ili mulju na dnu arktičkih voda na -20°C uvijek oživljavaju nakon odmrzavanja, čak i nakon smrzavanja na -40°C. Doživjeli su i ponovljeno zahlađenje do -16°. Količina leda i vode u ovim smrznutim, ali živim larvama određena je na različitim temperaturama. Omjer sadržaja vode i suhe težine naglo se smanjio kako temperatura pada. Na -15° smrzlo se do 90% vode. Na -35°, tj. najnižoj temperaturi korištenoj u ovim istraživanjima, u larvi je još uvijek ostala mala količina slobodne vode. Ponekad je larva bila prehlađena, ali to nije uticalo na njenu sposobnost da doživljava niske temperature. Mikrometodom je određena potrošnja kisika djelimično smrznute larve na različitim temperaturama. U temperaturnom rasponu od 0 do -15°, neke larve su pokazale nagli pad potrošnje O 2 . Upadljive promjene u Q 10 koeficijentu za potrošnju O 2 nalaze se kod ličinki ohlađenih na temperaturama iznad nule i između smrzavanja i -5°. Trošili su nešto kiseonika i na -15°, ali kada je temperatura pala na -40°, potreba za kiseonikom je smanjena na nulu. U eksperimentima je određen intenzitet difuzije kisika i CO 2 kroz led, koji se pokazao dovoljnim za održavanje disanja ličinki koje su se nalazile u plitkim smrznutim vodenim tijelima na temperaturi koja prevladava u prirodnim uvjetima.

Veoma zanimljivo istraživanje preživljavanja smrznutih insekata proveli su japanski naučnik Asehina i njegovi saradnici. Izvijestili su da je prepupa moljca Monet flavescens (poznatija kao Cnidocampa flavescens Walk.) preživjela smrzavanje na -30°C dok je bila prehlađena na oko -20°C. Tipična kriva pokazuje postepeno smanjenje temperature insekta tokom hlađenja do -20°.

Nakon toga slijedi oštar i brz porast temperature, koji se podudara s početkom procesa smrzavanja i zbog oslobađanja latentne topline kristalizacije. Nakon toga temperatura se postepeno smanjuje i dostiže nivo temperature okolnog zraka, dok se tjelesne tekućine postepeno smrzavaju. Kada su prepupae u hiberniranju oslobođene čahure, preživjele su smrzavanje na temperaturama do -30°C, što je potvrđeno obnavljanjem srčanih kontrakcija nakon odmrzavanja. Također su iskusili ponovljeno smrzavanje i odmrzavanje u intervalima od 1 dana. Nalazeći se u istoj fazi razvoja, ali u netaknutim čahurama, prepupae su preživjele i normalno se razvijale nakon zamrzavanja i držane 100 dana na temperaturi od -15°C. Nasuprot tome, gusjenice koje su se izlegle tokom ljetnih mjeseci nisu preživjele čak ni kratko smrzavanje na -10°C.

Proces smrzavanja prezimljenih Cnidocampa flavescens prepupae proučavan je pod mikroskopom. Kukuljice su otvarane u trbušnoj šupljini i hlađene na mikroskopu na -10 ili -20°. Smrzavanje je počelo na nekoliko mjesta sa površine krvi. Postepeno su kristali rasli u radijalnom smjeru sve dok nisu ispunili cijeli prostor koji je zauzimala krv. Kada su srca prepupa u hiberniranju izolovana i ohlađena u krvi direktno pod mikroskopom, kristali leda su se formirali izvan ćelija srčanog mišića. Odvojene ćelije i cijeli organi su se smežurali, ali su nakon odmrzavanja ponovo poprimili normalan izgled, a srčana aktivnost je obnovljena. Istim smrzavanjem srca ljetnih gusjenica u krvi, kao i smrzavanjem srca gusjenica koje zimuju u 0,15 M rastvoru natrijum hlorida, pojedinačne ćelije su zamrznute iznutra na temperaturi od oko -15°. Unutar ćelija su bili vidljivi kristali leda, a cijelo srce je potamnilo. Srca u kojima je došlo do intracelularne kristalizacije leda nisu nastavila ritmičke kontrakcije nakon odmrzavanja. Moguće je da su se kod insekata smrznutih u prirodnim zimskim uslovima, izvan ćelija formirali kristali leda koji su dehidrirali i smanjili se.

Asahina i Aoki su u narednim eksperimentima hladili prezimujuće prepupae Cnidocctmpa flavescens na -90°C u posebnoj rashladnoj komori, gde je temperatura pala sa -5 na -90°C za 1,5 sat.Nakon 45 min, prepupae su zagrejane na sobnoj temperaturi, a od 60 ih je preživjelo 20. Prepupae izvađene iz čahure potopljene su u tekući kisik na temperaturi od -180°C. Prethodno su zamrznuti na -30°C i držani na ovoj temperaturi jedan dan. Nakon odmrzavanja na sobnoj temperaturi, u njima su obnovljene srčane kontrakcije, a neke prepupa su nastavile da se razvijaju, ali nisu završile metamorfozu u stadiju odrasle osobe. Prepupae držane 1 dan na -10 ili -20°C prije potapanja u tekući kisik nisu preživjele nakon odmrzavanja. Zimujuće gusjenice glogovog leptira A porta crataegi adherbal Fruhstorfer također su preživjele uranjanje u tečni kiseonik, podložno prethodnom zamrzavanju na -30°. Nakon odmrzavanja povratili su normalnu pokretljivost i nastavili rasti. Može se pretpostaviti da je preživljavanje na -180°C zavisilo u svakom pojedinačnom slučaju od ekstracelularnog zamrzavanja vode na -30°C.

Još uvijek nisu razjašnjeni glavni faktori koji doprinose opstanku ovih i drugih vrsta insekata na niskim temperaturama u određenoj fazi razvojnog ciklusa, kao i njihova razlika od insekata koji pod djelovanjem smrzavanja neizbježno umiru. Istraživanje Wyatt-a i saradnika, koji su ustanovili da je glicerol glavna topiva komponenta u plazmi chrysalisa leptira Hyalophora cecropia i njemu srodnih vrsta Saturnia Telea polyohemus, donijelo je novu struju; glicerin se također nalazi u jajima svilene bube (Bombyx mori) i u larvama livadskog moljca (Loxostege stictlcalts) i zlatne muhe (Eurosta solidaglnis). U svakom slučaju, faza razvoja insekata tokom koje je glicerol pronađen u tijelu bila je zimska faza. Iz ovoga bi se moglo zaključiti da neki insekti svoju otpornost na hladnoću duguju upravo nakupljanju glicerola. Ranije studije su pokazale da prisustvo glicerola u hemolimfi i tkivnim tečnostima nije uvek povezano sa tolerancijom na hladnoću. Sol je, na primjer, otkrila da larve livadskog moljca (Loxostege stictlcalts), koje ne prežive smrzavanje, imaju gotovo istu koncentraciju glicerola (2-4%) kao i ličinke zlatne muhe (Eurosta solidagints), koji prežive hrkanje 18 dana na -55°.

Zanimljivo je da se koncentracija glicerola u larvi bracon cephi povećala u jesen kada su bile uskladištene kako u prirodnim uslovima tako i na temperaturi od -5°C. Istovremeno su se smanjile temperature prehlađenja i topljenja. U istom periodu, insekti su mogli da prežive uticaj temperatura od -40 do -47° u prehlađenom stanju, kao i da prežive smrzavanje. U proljeće i rano ljeto dogodio se obrnuti proces - koncentracija glicerola u krvi se smanjila, a otpornost na hladnoću nestala. U hemolimfi i drugim tkivnim tečnostima prezimljavajućih larvi B. cephi, pored glicerola, bile su prisutne i neke druge, još neutvrđene, rastvorene supstance. Kada je koncentracija glicerola dostigla 5 M, to nije odgovaralo smanjenju temperature topljenja za oko jednu molsku jedinicu uočenom u to vrijeme. Nema sumnje da je izuzetna otpornost ličinki B. cephi na hladnoću u jesen uglavnom posljedica njihove sposobnosti da daju visoku koncentraciju glicerola. Koncentracija glicerola u larvama je usred zime dostigla 20-27%, a to je bilo dovoljno da se osigura hipotermija do tako niske temperature da se insekti nisu smrzli u svojim prirodnim staništima. Koncentracija glicerola je također bila dovoljna da zaštiti pojedinačne stanice i tkiva od oštećenja ako se larve B. cephi smrznu. Kod ličinki Loxostege sticticalis osjetljivih na hladnoću, njegova koncentracija očito nije bila dovoljno visoka da pruži zaštitni učinak. Kako god bilo, istraživanja na Bracon cephiju pokazala su da je zbog promjene metaboličkih procesa s početkom hladnog vremena kod brojnih insekata povećana otpornost na hladnoću. Važno je napomenuti da je ranije i sam Salt sumnjao u postojanje tako glavnog faktora koji povećava otpornost na hladnoću.

Nakon toga, glicerol je nađen u prezimljujućim larvama drvača Melandra striata i kukuruznog moljca (Pyrausta nubilalis). Hibernirajući pensilvanski mravi stolari (Camponotus pennsilvanicus) i njihova jaja sadržavali su 10% glicerola zimi. Kada su mravi postepeno zagrijani na sobnu temperaturu i izvedeni iz hibernacije, ponovo su postali pokretni, a nakon otprilike 3 dana glicerol se više nije mogao otkriti u njihovim tijelima. Čim je kod insekata izazvano stanje hibernacije hlađenjem, glicerol se ponovo pojavljivao i ponovo nestajao svaki put kada bi mravi izašli iz tog stanja. Dakle, nema sumnje da glicerol igra glavnu ulogu u otpornosti ovih vrsta insekata na zimsku hladnoću.

Međutim, bilo je još mnogo nejasnih tačaka. Na primjer, nije poznato odakle larve Bracon cephi i Camponotus pennsilvanicus dobijaju glicerin u jesen. Chino je otkrio da se glicerol i sorbitol u dijapauznim jajima svilene bube (Botbyx mori) formiraju iz glikogena. Wyatt i Meyer vjeruju da je glicerol proizvod enzimske hidrolize glicerofosfata tokom dijapauze kod kukuljica Hyalophora cecropia. Još jedno neodgovoreno pitanje tiče se uzroka oštećenja vrsta insekata osjetljivih na hladnoću tokom smrzavanja i odmrzavanja. Povećanje koncentracije elektrolita do kojeg dolazi prilikom smrzavanja vode glavni je uzrok oštećenja eritrocita i spermatozoida nekih vrsta sisara, a vjerovatno i raznih drugih ćelija u tijelu sisara. Glicerol, u odgovarajućoj koncentraciji, štiti ih, barem djelomično, djelujući kao slani pufer. Međutim, mnogi insekti nisu toliko bogati elektrolitima. Glicerol u malim količinama može imati zaštitni učinak na neke lipoproteinske komponente membrana, kako unutar tako i izvan stanica. Potrebno je uraditi mnogo više istraživanja kako bi se razjasnila uloga glicerola u hemolimfi insekata, posebno u pogledu povećanja tolerancije na hladnoću.

Dato je još jedno važno zapažanje. Velike ćelije masnog tijela zlatne muhe otporne na hladnoću (Eurosta solidaginis) preživljavaju unutarćelijsku kristalizaciju leda. Salt je proučavao procese zamrzavanja i odmrzavanja ovih ćelija direktno pod mikroskopom. Smrznuvši se, zadržale su sferni oblik i prvobitnu veličinu, bez skupljanja, kao što je to obično slučaj sa ćelijama nakon početka ekstracelularne kristalizacije. Uz ponovljeno zamrzavanje i odmrzavanje, pojedinačne kapljice masti unutar ćelija spajale su se jedna s drugom. U prirodnim uslovima, zimi su se ćelije masnog tela larvi E. solidaginis zaokružile, a po nastupu toplog vremena nastavio se proces razvoja. Stoga se može pretpostaviti da je intracelularno zamrzavanje i odmrzavanje normalna pojava kod ovog insekta u fazi larve. Sviđalo se to vama ili ne, Salt je prvi uočio (i prilično jasno) preživljavanje živih ćelija nakon unutrašnjeg zamrzavanja. Moguće je da su različite ćelije drugih hladno otpornih poikilotermnih životinja također doživjele unutarćelijsku kristalizaciju leda u prirodnim uvjetima. Ponovo se postavlja pitanje: da li je intracelularno zamrzavanje uvijek fatalno?

Odavno je poznato da mnogi insekti moraju da ostanu na hladnom određeno vreme kako bi se u potpunosti razvili u određenoj fazi svog životnog ciklusa. Na primjer, zimska muva (Leplohylemyia. coarctata (Fall.)) polaže jaja na tlo tokom najtoplijeg doba godine, u julu ili avgustu, a njene larve se izlegu sljedeće zime, između januara i marta. Tako podnose temperature od +30° i više u avgustu do -5° i niže u januaru i februaru. Prva faza razvoja (morfogeneza do dijapauze) odvija se na temperaturama od +3 do +30°C. Nakon toga slijedi dijapauza sa gornjom temperaturnom granicom od oko +12°C i optimalnom temperaturom, kao što je prethodno pretpostavljeno, od oko +3°C. Way je otkrio značajno povećanje trajanja dijapauze na -6°, što je prikazano smanjenjem broja larvi izleženih iz jaja nakon 6, 14 i 34 dana, u poređenju sa rezultatima dobijenim kada su jaja inkubirana na +3° . Way je proveo poseban eksperiment za određivanje minimalna temperatura dijapauza. Jaja položena sredinom avgusta ostavljena su u zemlji, na otvorenom, do druge nedelje novembra, a zatim su prebačena u posude sa temperaturom od +3, -6, -18, -22 i -24° . U određenim intervalima, jaja su vađena iz posuda i inkubirana na +20°C. Zabilježeno je vrijeme izleganja larvi i dobijeni su neočekivani rezultati. Kada je temperatura pala ispod -6°, dijapauza se brže završavala. Tako se iz jaja inkubiranih na +3°C 50% larvi izleglo nakon 20 dana, a iz inkubiranih na -6°C - nakon 45 dana. Međutim, nakon izlaganja temperaturi od -24°, istih 50% larvi izleglo se nakon 6 sati, a 88% nakon 24 sata. Na -24° dijapauza je trajala 80 puta kraće nego na ranije opšteprihvaćenoj optimalna temperatura+3°, i 180 puta manje nego na -6°. Jaja u dijapauzi su oštećena kada su držana na niskim temperaturama duže nego što je bilo potrebno da se dijapauza završi. Na primjer, Way je primijetio da se nakon držanja na -24°C 6 dana izleglo 98% larvi, a nakon držanja 20 dana samo 32%. Nakon inkubacije na -18° tokom 63 dana, 97% se izleglo, a nakon inkubacije od 206 dana samo 36%. Da bi se postigao brzi završetak dijapauze, bilo je potrebno inkubirati jaja 50-80 dana na +5° prije skladištenja na -18 ili -24°C. Sasvim je jasno da postoje najmanje dvije faze u dijapauzi. Prvi dolazi relativno brzo na temperaturi od oko +5° i može doći na +20°, ali nikada na -18 ili -20°. Drugi se najbrže javlja na temperaturi od -18 do -24° i može se pojaviti na -5°, ali nikada na +20°. Way je pokazao da su jaja u dijapauzi prehlađena čak i do tako niskih temperatura kao što su -25 i -28°, a smrzavanje nije bio razlog za brzi završetak dijapauze u jajima izloženim temperaturama od -18 do -24°. Prehlađena na -26,5°, a zatim smrznuta jaja, kada su se odmrznula, ispostavilo se da su mrtva. Do sada su pokušaji uvođenja glicerina u jaja propali. Fiziološki procesi koji se odvijaju tokom dijapauze su još uvijek nejasni i nisu poznati načini na koji bi se mogli ubrzati niskim temperaturama. Ovo je očigledno jedan od rijetkih primjera gdje se tok biološkog procesa ubrzava snižavanjem temperature životinje na -20 ili -24°.

Prilikom proučavanja uticaja niskih temperatura na insekte i druge žive organizme, važno je imati na umu osnovne ekološke principe. Mellanby naglašava da kada se insekti ohlade, njihov mogući opstanak i smrt nije niti jedini niti čak najvažniji faktor koji treba uzeti u obzir. Opstanak vrste ovisi o mnogim aspektima aktivnosti povezanih s životni ciklus, uključujući ishranu i sposobnost reprodukcije. Opstanak pojedinca povezan je sa njegovom sposobnošću da izbjegne opasnost koja mu direktno prijeti. Tako se, na primjer, larve komarca žute groznice (Aedes aegypti) obično nalaze blizu površine vode, ali odmah idu na dno čim se uzbune zbog pojave bilo kakve sjene ili podrhtavanja vode. Alarmna reakcija nestaje kada se voda ohladi na 9-14° (u zavisnosti od temperature na koju su larve naviknute). Naknadno hlađenje dovodi do činjenice da ličinke postaju nepokretne, iako su još uvijek u stanju reagirati na mehaničku stimulaciju. Tada se postiže temperatura hladne kome, a daljim smanjenjem temperature insekti su već u stanju hladne anestezije. Prikazan je učinak aklimatizacije na različitim temperaturama na larve A. aegypti.U larvi zagrijanim nakon hladne kome i oživljenim, obnavlja se alarmna reakcija.

Mnogi insekti umiru na temperaturama iznad nule. Larve komarca A. aegypti, na primjer, umiru na +0,5° nakon različitih perioda u zavisnosti od temperature na kojoj su prethodno živjeli. Sve larve uzgajane na +30° uginule su za manje od 17 sati na +0,5°. Ako su prethodno držani na temperaturi od 17°, takav rok trajanja su imali na +0,5°. Nakon 18 sati nastupila je potpuna aklimatizacija na okolno hladno okruženje, pod uslovom da je temperatura i dalje viša od one pri kojoj nastaje hladna koma.

Što se tiče nekih insekata, moguće je postići da se naviknu na djelovanje niskih temperatura, koje su ranije bile smrtonosne. Dakle, ostanite relativno visoke temperature+15° pomaže crnim žoharima (Blatta orientalis) da prežive kratak boravak na temperaturama do -6,8°, što je detaljno za insekte ove vrste koji su prethodno inkubirani na +30°. Mehanizam tako brze aklimatizacije još nije poznat, ali se teško može sumnjati u prisutnost adaptivnih promjena u svim tkivima aktivnog insekta kao odgovor na temperaturne fluktuacije. Insekti koji pod utjecajem hladnoće padaju u stanje anestezije ne aklimatiziraju se. Osim toga, prijeti im opasnost da ih unište druge životinje ili razne mehaničke i fizičke sile osim samog smrzavanja. Smrzavanje nije uvijek glavni razlog smrt ohlađenih insekata. Za opstanak mnogih vrsta, neophodno je da svake godine ostanu na temperaturama znatno iznad nule.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

U kontaktu sa