Zawartość
- Wpływ na środowisko
- Długość życia i etapy życia
- Pomoc hormonalna i chemiczna
- Ewolucja diapauzy
- Idealne warunki
Zwierzęta hibernują poprzez spowolnienie tempa metabolizmu, aby zużywać mniej energii podczas sezonowych okresów niedoboru pokarmu i ekstremalnie niskich temperatur. Niektóre zwierzęta, w tym świerszcze i wiele innych bezkręgowców, w rzeczywistości idą dalej, wprowadzając całkowite uśpienie. W procesie zwanym diapauzą każda komórka w ciele świerszczyka przestaje rosnąć, a świerszcz przechodzi w stan zawieszonej animacji. Całkowicie odcinając swoje własne procesy biologiczne, zwierzęta w diapauzie mogą przetrwać ekstremalne zimno bez jedzenia i wody, a niektóre nawet mogą zostać zamrożone.
Wpływ na środowisko
Diapauza jest wywoływana przez zmiany środowiskowe poprzedzające zimę. Gdy lato słabnie i zbliża się jesień, krótsze okresy światła dziennego wywołują zmiany fizjologiczne, które przygotowują zwierzę na diapauzę. Temperatury chłodnicy mogą również powodować te zmiany. Niesamowicie ciepłe temperatury mogą opóźniać lub zapobiegać diapauzie u niektórych gatunków, dlatego świerszcze pozostają aktywne w piwnicy przez całą zimę. Obfitość i jakość dostępnej żywności mają tendencję do zmniejszania się w miarę zbliżania się zimy, co zapewnia dalsze sygnały aktywacji diapauzy u świerszczy.
Długość życia i etapy życia
Wiele owadów z rocznym cyklem życia ma obowiązkowy okres diapauzy i przejdzie w stan uśpienia podczas odpowiedniego etapu życia, niezależnie od temperatury i dostępnego światła dziennego. Najczęstszym etapem zimowania świerszczy jest etap jajeczny. Osiemdziesiąt procent świerszczy zimuje jak jaja, a tylko około 15 procent zimuje jako nimfy i niewielka garstka gatunków zapada w diapauzę jako dorośli.
Świerszcze z dwuletnim cyklem życia różnią się tym, że wchodzą w diapauzę podczas dwóch różnych etapów. Które dwa etapy przechodzenia w stan uśpienia różnią się w zależności od gatunku krykieta. Na przykład świerszcze na Wyspach Brytyjskich zimują podczas fazy jaj i nimfy, podczas gdy gatunek w północnej Japonii zimuje najpierw jako nimfa, a następnie jako dorosły przed rozmnażaniem.
Pomoc hormonalna i chemiczna
Zmiany fizjologiczne wywołane przez sygnały środowiskowe są regulowane przez aktywność hormonalną. Gruczoły dokrewne wydzielają hormony, takie jak ekdyzon i hormon juwenilny, które regulują wzrost owadów i pierzenie. Wytwarzanie i usuwanie tych wydzielin pomaga określić, kiedy i na jakim etapie rozwoju krykiet wchodzi w diapauzę. Ta hormonalna kontrola diapauzy różni się w zależności od gatunku.
Niektóre owady przeżywają mrozy dzięki środkom biochemicznym, to znaczy, że tworzą własne środki przeciw zamarzaniu. Tolerancja na zamrażanie lub unikanie zamrażania jest możliwa za pomocą cząsteczek krioprotektantów. Cukry, takie jak trehaloza i aminokwasy, takie jak prolina, w tkance owadów i hemolimfa (krew) działają w celu ochrony owada przed zamarznięciem. Podczas gdy potrzebne są dalsze badania w tej dziedzinie, świerszcze wykazują zdolność tolerowania zamarzania w obecności tych substancji biochemicznych.
Ewolucja diapauzy
Świerszcze mają trudności z przetrwaniem, jeśli ich uśpione okresy nie pokrywają się z nadejściem zimy, więc dobór naturalny utrudnia radykalne odchylenie i zachęca kolejne pokolenia, których rytmy są dostosowane do środowiska. W klimacie umiarkowanym, gdzie długość i dotkliwość pór roku jest bardzo zróżnicowana w różnych szerokościach geograficznych, specjacja występuje na podstawie tego, kiedy i jak długo świerszcze ulegają zmianie sezonowej. Porównywalne populacje krykieta w cieplejszych, tropikalnych klimatach nie wykazują tej tendencji do specjacji, ponieważ nie ma zimy, która wywołałaby rozbieżności w rytmach rozwojowych.
Idealne warunki
Niestabilne temperatury mogą zakłócać okres uśpienia świerszczy. Nagłe, ale krótkotrwałe odwilż może wywołać uśpione świerszcze, ale jest mało prawdopodobne, aby przeżyły ponowny zastrzyk. Podczas gdy niektóre gatunki przeżywają zamrożone w stanie stałym i wyłaniają się z diapauzy bez szwanku na wiosnę, inne uważają, że przetrwanie jest łatwiejsze, gdy śpią w osłoniętym mikrośrodowisku. Okres uśpienia spędzony pod ziemią lub wewnątrz drewna z bali może stanowić bufor chroniący przed wahaniami temperatury i zapewnić, że diapauza będzie trwała do wiosny.