Wielu z nas narzeka  na zimowe chłody, ale co mają powiedzieć jelenie, łasice, wiewiórki czy zające? Przez najbliższych pięć miesięcy będą musiały stawić czoła temperaturom nawet o 60 st. C niższym niż ciepłota ich własnego ciała. Każdej godziny będą walczyć, by dostarczyć paliwo do wewnętrznych pieców, bo jeśli one nie podołają grzaniu, zwierzę przemarza do granicy, poza którą zamierają procesy życiowe.

Są jednak sposoby, by uniknąć takiego losu. Nie od dziś wiadomo, że organizm tym wolniej traci ciepło, im jest większy, bo powierzchnia ciała rośnie wolniej niż jego objętość. To dość oczywiste – szybciej stygnie łyżka zupy niż jej talerz, nie wspominając już o całym kotle. Zwierzęta potrafią jednak z tej oczywistości zrobić zadziwiający użytek.

Jedz albo zamarzaj...

Ponad 260 lat temu niemiecki badacz Christian Bergman sformułował regułę mówiącą, że im bliżej bieguna mieszkają osobniki danego gatunku, tym muszą być większe. Reguła szybko znalazła akceptację wśród biologów, którzy od dawna zastanawiali się, czemu wilk z południa jest mniejszy od tego z północy, podobnie jak niedźwiedź, tygrys czy ryś. Co więcej, duży ma korzyści dodatkowe: może zainwestować w długie futro i zgromadzić więcej tłuszczu niż mały, a dzięki temu nie musi tak często polować.

Bardziej szczegółowe badania pokazały jednak, że te oszczędności wcale nie są tak oczywiste. Łowy przecież wymagają czasu i energii na wędrówkę. Prof. Jacek Goszczyński ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego porównał długość dobowej marszruty naszych drapieżników z trzech rodzin – łasicowatych, psowatych i kotowatych – z masą ich ciała i zależność wyszła wręcz idealna – im większy myśliwy, tym dalej poluje. Jaki z tego wniosek? Duży, owszem, może lepiej zaoszczędzić na stratach ciepła, lecz ma większe wydatki nie tylko na wędrówki, ale i na wykarmienie większej liczby komórek własnego ciała. Musi więc zdobyć więcej pokarmu.

... albo skurcz sobie głowę

I tu zaczyna się problem, bo nie każdy zwierzak może sobie na to pozwolić. Wilki, owszem, zamiast łowić sarny, koncentrują się na polowaniu na potężniejszą zdobycz – jelenie czy łosie. Ale co może poradzić najmniejszy ssak Europy – ryjówka? Ona i tak podjada niemal bez przerwy. W ciągu doby pochłania pokarm ważący o połowę więcej niż ona sama. Gorączkowo przeszukuje powierzchnię ziemi między roślinami, chwytając owady nawet tak małe jak przecinek, ale nie zawaha się przed atakiem na chrząszcza czy potężną dżdżownicę. Jeśli w ciągu 10 godzin nie zje nic, umiera. Niestety zimą o duże kąski jest bardzo trudno. Ryjówka musi więc oszczędzać energię jak się da.

I tak właśnie robi – korzysta z zasady, że mały je mniej niż duży, i po prostu cała się kurczy. Dotyczy to nie tylko energochłonnych narządów wewnętrznych, jak mózg czy serce. Zmniejsza się nawet jej czaszka! Młoda ryjówka opuszczająca gniazdo w czerwcu ma ją ładnie uwypukloną, a szwy łączące kości są luźne. Jesienią czaszka stopniowo się spłaszcza, kości ulegają resorpcji wzdłuż szwów, osiągając minimum na przełomie lutego i marca. Mistrzynią w tej dziedzinie jest ryjówka aksamitna, malejąca aż o 30 proc. Po zimie zwierzątka rosną nieco, ale nie wracają już do poprzednich rozmiarów. Nie ma to jednak wielkiego znaczenia – ryjówki średnio przeżywają pół roku, a maksymalnie 14 miesięcy.

Jeden duży, drugi mały

Ale nie tylko temperatura i pokarm rządzą zimowymi rozmiarami ssaków – czasem w grę wchodzi również seks. Przekonali się o  tym naukowcy z Zakładu Badania Ssaków w Białowieży, śledzący losy tamtejszych łasic. Samce tych najmniejszych drapieżników Europy (zwanych też łaskami) ważą od 45 do 150 g. Różnicę widać gołym okiem – jedne łaski są małe, inne duże. Podstawą ich diety są gryzonie. Mała łasica musi zimą zjeść jednego, duża – dwa dziennie. Duża na polowaniu spędza więc dwukrotnie więcej czasu, ale ma też ogromną przewagę: wygra z małym sąsiadem każdą walkę nie tylko o zasoby, ale i o względy samicy. Tyle że zimą samice zajęte są innymi sprawami niż amory, a zasobów jest za mało, żeby wyżywić olbrzyma. I tu – jak wynika z najnowszych odkryć białowieskiego zespołu pod kierunkiem dr. Karola Zuba – pojawia się szansa dla małego samca. Zajmuje on te terytoria, które są uboższe, zostawiając dla przerośniętych konkurentów nadrzeczne łąki bogate w norniki.

Przy złej pogodzie łasice – i duże, i małe – najchętniej zaszywają się w ciepłym gnieździe, dlatego wcześniej gromadzą zapasy. Zabiwszy rodzinę norników, wyrywają im sierść, moszczą nią posłanie, zwijają się w kłębek i zasypiają. Kumulują tłuszcz, który może stanowić aż 16 proc. ciężaru ciała. Innym przystosowaniem łasic do warunków zimowych jest zmiana koloru futra na białe. Dzięki temu, buszując w śniegu, mniej rzucają się w oczy lisom, sowom czy jastrzębiom. U gronostaja – bliskiego kuzyna łasicy – tylko koniuszek ogona pozostaje czarny jak węgiel. To dodatkowe zabezpieczenie. Polujące ptaki drapieżne koncentrują się na głowie ofiary – tak obliczają uderzenie, by trafić szponami tuż za nią. Kiedy więc jastrząb widzi na śniegu poruszający się ciemny punkcik, skupia się na nim i atakuje. Zwykle jednak chybia, a gronostaj w ostatniej chwili zmyka.

 

To futerko (nie) jest lepsze

Maleńcy łowcy precyzyjnie dostosowują do zimy kolor futra, natomiast nie inwestują – co wydaje się dziwne – w jego grubość. 

Dlaczego? Bo, paradoksalnie, u małego zwierzęcia grubość futra nie ma wielkiego wpływu na jego gospodarkę energetyczną. Tak wynika z porównania 15 gatunków arktycznych zwierząt różnych rozmiarów – od myszaka po niedźwiedzia polarnego – przeprowadzonego przez naukowców amerykańskich. Futro zaczyna mieć znaczenie dopiero przy masie ciała od 10 kg wzwyż. Szczególne zaś u zwierzaka, który nie chowa się w norze, dziupli czy gnieździe.

Nawet najlepiej przystosowane do zimna zwierzęta Polski – żyjące relikty epoki lodowcowej, czyli kozice – jesienią zmieniają sierść na dłuższą i grubszą. Chroni ona zwierzęta niczym puchowa kurtka i działa na podobnej zasadzie. Zewnętrzna warstwa zbudowana jest z długich na 10 cm włosów, które szczelnie otulają znacznie gęściej rosnącą krótką sierść. Jest ona pofalowana i tworzy warstwę wewnętrzną, coś na kształt „wypełnienia kurtki”. Jakby tego było mało, zimowe futro jest ciemniejsze, dzięki czemu świetnie pochłania ciepło słonecznych promieni. Wysoko w górach, zimą, kozice mają niewielu naturalnych wrogów. Niedźwiedzie w tym czasie śpią, a rysie rzadko zapuszczają się tak wysoko. Capy, kozy i koźlątka mogą sobie pozwolić na „ubranie” kontrastujące z białym śniegiem.

Tymczasem zwierzaki nizin, podobnie do gronostajów i łasic, starają się ten kontrast zmniejszyć. Lisy, zające i  jelenie rudą lub brunatną sierść zmieniają na płową, dłuższą i gęstszą. I ograniczają, jak mogą, uciekanie wewnętrznego ciepła do zewnętrznych warstw organizmu. Kiedy się mierzy temperaturę ciała zwierzaka przy powierzchni skóry jest ona znacznie niższa niż w głębi ciała. Z  najnowszych badań wynika, że jelenie stosują jeszcze jedno zabezpieczenie. O zmierzchu nieznacznie obniżają temperaturę całego ciała i liczbę uderzeń serca. Zachowują się podobnie jak zwierzęta zapadające w  zimowy sen – tyle że u  nich stan podobny do hibernacji trwa jedynie od zmierzchu do świtu. 

Nasze brunatne paliwo

Czasem jednak temperatura spada tak bardzo, że wszystkie te mechanizmy przestają wystarczać. Wówczas ssaki włączają ogrzewanie awaryjne. Korzystają z tego, że pracujące mięśnie wytwarzają ciepło – mózg wprawia je w drżenie zupełnie niezależnie od woli zwierzęcia.

Drugi sposób ma związek z tzw. brunatną tkanką tłuszczową. Zawarte w niej mitochondria – wewnątrzkomórkowe „elektrownie” – pracują inaczej niż w pozostałych tkankach organizmu. Zamiast biologicznej energii zawartej w cząsteczkach ATP produkują po prostu ciepło. Zwierzęta zapadające w  sen zimowy gromadzą właśnie brunatny tłuszcz, bo choć zimą ograniczają tempo metabolizmu, to od czasu do czasu muszą się też podgrzać. Gatunki aktywne zimą mają tej tkanki znacznie mniej, ale nawet człowiek – od stuleci chowający się w domach i ciepło się ubierający – dysponuje niewielkimi zasobami brunatnego tłuszczu między łopatkami, na szyi, w śródpiersiu, okolicach nerek i dużych tętnic brzusznych – a więc w miejscach strategicznych dla przeżycia. Podobnie wygląda to u pozostałych ssaków. To awaryjne ogrzewanie pożera ogromne ilości energii, ale chroni zwierzaka przed niebezpiecznym dla życia wychłodzeniem.

Czy rozwiązania wypracowane przez przyrodę mogą się nam do czegoś przydać? Oczywiście! Zamiast objadać się, wykorzystajmy zimę, by schudnąć. Przykręćmy odrobinę kaloryfery, wydłużajmy spacery, porzucajmy się śnieżkami, a nasz organizm będzie spalał tłuszcz jak szalony. Zwierzęta muszą oszczędzać każdą kalorię, my zaś z reguły mamy ich nadmiar. To chyba najlepsza pora, by się ich pozbyć.