Η υποθερμία και το μικρό πουλί το χειμώνα
Η χειμερινή οικολογία των μικρών περαστικών πουλιών στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη παρέχει ένα παράδειγμα στο οποίο οι επιλεκτικές δυνάμεις εξουδετέρωσης μπορούν να μελετηθούν σε δράση. Τα μικρά πουλιά στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη αντιμετωπίζουν μια σημαντική πρόκληση το χειμώνα. Όσο πιο μικρό είναι ένα ζώο, τόσο πιο δύσκολο θα είναι να διατηρήσει υψηλή θερμοκρασία σώματος σε ψυχρό περιβάλλον.
Ο λόγος είναι ότι ένα μικρό ζώο έχει σχετικά μεγαλύτερη επιφάνεια ψύξης σώματος σε σχέση με τη θερμαινόμενη μάζα σώματος. Επίσης, τα μικρά πτηνά αυτού του μεγέθους έχουν πολύ υψηλό μεταβολισμό αφού έχουν θερμοκρασία σώματος ηρεμίας 41-42°C (106-108° F). Στα μέσα του χειμώνα, ένα πουλί 12 γραμμαρίων, όπως το τσικιδάκι ή η ιτιά, πρέπει να κερδίζει σχεδόν το 10% της άλιπης μάζας του σώματός του κάθε μέρα, προκειμένου να διατηρήσει τη θερμοκρασία του σώματός του κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Επιπλέον, οι καιρικές συνθήκες το χειμώνα είναι συχνά απρόβλεπτες, για παράδειγμα, μπορεί να χιονίζει, να φυσάει ή να είναι πιο ζεστή ή πιο κρύα την επόμενη μέρα. Αυτό σημαίνει ότι ένα μικρό πουλί όχι μόνο πρέπει να φέρει επαρκή καύσιμα για την ερχόμενη νύχτα, αλλά πρέπει επίσης να φέρει ένα ρυθμιστικό για την περιβαλλοντική απρόβλεπτη κατάσταση. Στην πραγματικότητα, ένα πουλί πρέπει να έχει επαρκή αποθέματα λίπους για να αντισταθμίσει τη χειρότερη δυνατή μέρα του χειμώνα. διαφορετικά, θα πεθάνει όταν εμφανιστεί αυτή η μέρα. Δεδομένου αυτού, μπορεί να φαίνεται λογικό ένα μικρό πουλί να έχει τεράστια αποθέματα λίπους το χειμώνα.
Ωστόσο, δεν υπάρχει μόνο ένα ζήτημα σχετικά με το φαγητό, αλλά το να μην τρώγεται είναι επίσης σημαντικό. Το περιβάλλον στο οποίο ζουν αυτά τα πουλιά δεν επιτρέπει στα μικρά πουλιά να μεταφέρουν πολύ λίπος. Ο λόγος είναι ότι διατρέχουν διαρκή κίνδυνο επίθεσης από αερομεταφερόμενο αρπακτικό, όπως σπουργίτι γεράκι ή πυγμαίο κουκουβάγια. Τέτοια αρπακτικά συνήθως επιτίθενται με μεγάλη ταχύτητα από ψηλά, συρόμενοι προς ένα πουλί που αναζητά τροφή ή κουρνιάζει. Όταν συμβεί αυτό, η επιτάχυνση, η ικανότητα ελιγμών και η κατακόρυφη ικανότητα διαφυγής του πουλιού που επιτίθεται θα είναι καθοριστικά για το αν θα διαφύγει ή όχι. Για να αποφευχθεί η θήρευση, τα μικρά πουλιά πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο αδύνατα και ευκίνητα. Αυτές οι δύο πιέσεις επιλογής είναι αντίθετες. για να αποφευχθεί ο θάνατος από την πείνα ένα πουλί πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο παχύ και για να αποφευχθεί ο θάνατος από τη θήραμα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο αδύνατο. Η φυσική επιλογή θα δράσει στους συνδυασμένους κινδύνους θνησιμότητας από αυτές τις δύο πηγές.
Τα μικρά, βόρεια πτηνά που κατοικούν το χειμώνα, όπως τα βυζιά (βυζιά, τσιγκούνια και τσικνίδες) έχουν μια σειρά από προσαρμογές που θα τα βοηθήσουν να αντιμετωπίσουν το περιβάλλον τους. Το φθινόπωρο θα αποθηκεύσουν πολλές χιλιάδες είδη τροφίμων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για χειμερινή διατροφή. Μια άλλη προσαρμογή είναι η ικανότητά τους να εισέρχονται στην υποθερμία. Κατά τις κρύες νύχτες του χειμώνα, αυτά τα πουλιά μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία του σώματος έως και 32°C για να μειώσουν τις μεταβολικές δαπάνες. Το μειονέκτημα αυτής της στρατηγικής είναι ότι θα είναι αβοήθητοι σε αυτή την υποθερμική κατάσταση (καθώς δεν είναι σε θέση να κινηθούν ή να αντιδράσουν) αν τους εντοπίσει ένα αρπακτικό. Το πρωί, θα χρειαστούν 15 λεπτά για να αποκτήσει ένα υποθερμικό πουλί την κανονική θερμοκρασία του σώματος.
Όταν αναλογιστεί κανείς πόσο επικίνδυνη μπορεί να είναι μια τέτοια στρατηγική, το ερώτημα είναι γιατί αυτά τα πουλιά δεν μπαίνουν βαθύτερα στην υποθερμία, για να εξοικονομήσουν ακόμη περισσότερη ενέργεια. Άλλα μικρά πουλιά, όπως τα κολίβρια, μειώνουν τακτικά τη θερμοκρασία του σώματος πολύ περισσότερο τη νύχτα, έως και 7° C, εξοικονομώντας πολύ περισσότερη ενέργεια. Το μοντέλο δείχνει ότι επίσης μια πιο μέτρια μείωση της θερμοκρασίας του σώματος (για παράδειγμα στους 34°C) μπορεί να αυξήσει την πιθανότητα επιβίωσης το χειμώνα κατά σχεδόν 50% σε αυτά τα πουλιά.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Προσαρμοστική ρύθμιση θερμοκρασίας στο μικρό πουλάκι το χειμώνα:προβλέψεις από ένα στοχαστικό δυναμικό μοντέλο προγραμματισμού, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Oecologia. Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν ο Anders Brodin από το Πανεπιστήμιο Lund.
