Przyrodnicze przygotowania do zimy

Biologia -

Strefę klimatu umiarkowanego charakteryzuje obecność pór roku zróżnicowanych pod względem temperatury, ilości opadów, długości dnia itp. Jesień astronomiczna na półkuli północnej trwa w okresie pomiędzy 23 września a 22 grudnia, choć w Polsce pokrywa śnieżna i ujemne temperatury notowane już w grudniu, kojarzonym z kolejną porą roku, zimą. W czasie jesiennym obserwujemy stałą tendencję do skracania się długości dnia na rzecz pory nocnej, malejącą średnią dobową temperaturą powietrza oraz najwyższe w skali roku opady atmosferyczne. Pod wpływem tych czynników w przyrodzie zachodzą zmiany w funkcjonowaniu organizmów, przygotowujące je do trudnych warunków okresu zimowego.

Rośliny

W cyklu wegetacyjnym rośliny, po okresie kwitnienia i owocowania następuje czas wydawania nasion – struktur, za pomocą których gatunek rośliny przetrwa do następnego sezonu wegetacyjnego (fot.1). Wszystkie rośliny jednoroczne w listopadzie występują już tylko w tej formie. Pozostałe rośliny tracą na okres zimy niektóre organy i w tej „okrojonej” formie zimują. Przygotowaniem do etapu spoczynku jest wytworzenie specjalnych mechanizmów takich jak: zahamowanie fotosyntezy, rozkład chlorofilu (zielonego barwnika) w liściach oraz odprowadzenie związków organicznych np. do bulw korzeniowych lub korzeni roślin, gdzie są magazynowane. Rozkład barwinków zawartych w plastydach liści rozpoczyna się od rozkładu barwnika zielonego i dzięki temu ujawniają się inne barwniki – żółte, czerwone czy brązowe, a my możemy obserwować wielość kolorów liści. Na skutek ustania transportu asymilatów w wiązkach przewodzących roślin, w miejscu połączenia ogonka liściowego z pędem tworzy się odcinająca warstwa korka, co powoduje opadnięcie liści. Pozbycie się liści umożliwia roślinie prowadzenie oszczędnej gospodarki wodnej - ograniczenie pobierania i wyparowywania wody z wnętrza rośliny. Ponadto liście mające dużą powierzchnię w czasie opadów śniegu stanowiłyby np. dla drzew poważne zagrożenie. Mogliśmy się o tym przekonać w październiku b.r., podczas przedwczesnych i obfitych opadów śniegu, które spowodowały katastrofalne skutki. Oglądaliśmy połamane gałęzie drzew, a nawet przewrócone całe drzewa, ponieważ nie wytrzymały one ciężaru mokrego śniegu zgromadzonego na liściach.

Lepiej przystosowane do okresu zimowego są drzewa i krzewy iglaste, których liście mają mniejszą powierzchnię i tym samym (bezpieczniejszą podczas opadów śniegu) nie zatrzymują tyle śniegu. Rośliny te zwalniając tempo procesów życiowych nie muszą zrzucać igieł (za wyjątkiem modrzewia), zaś ich aparat asymilacyjny zabezpieczony jest przed bezpośrednim działaniem niskiej temperatury grubą skórką z nalotem woskowym.

Zwierzęta

W świecie zwierząt jesień jest okresem przygotowania albo do długiej wędrówki do innej strefy klimatycznej albo do przetrwania trudnych warunków zimowych w strefie klimatu umiarkowanego. Jedną ze strategii przetrwania tego czasu jest zapadanie w sen zimowy, w który zapadają zarówno zwierzęta stałocieplne (ssaki), jak i zmiennocieplne (wszystkie grupy oprócz ptaków i ssaków). Jeże (fot.2), susły, koszatki, popielice, borsuki, świstaki i niedźwiedzie to zwierzęta, których fizjologia związana jest ze snem zimowym. Wykorzystują one jesienny czas obfitości owoców i nasion i stymulowane hormonalnie spożywają wtedy duże ilości pożywienia. Sygnałem dla organizmu do produkcji hormonów powodujących zwiększone zapotrzebowanie na pokarm jest ilość docierającego do ziemi światła (długość dnia). Większa niż bieżące zapotrzebowanie ilość pobieranego pokarmu powoduje odkładanie się pod skórą tych zwierząt grubej warstwy tkanki tłuszczowej będącej magazynem energii w okresie snu zimowego. W tym czasie organizm zwierzęcia wykorzystuje stosunkowo mało energii, ponieważ spowolnieniu ulega praca serca, zmniejsza się częstotliwości oddechów oraz obniża temperatura ciała i poziom przemiany materii.

Znanym zachowaniem zwierząt zimujących w Polsce, np. (fot.3) wiewiórek jest gromadzenie w wielu różnych kryjówkach zapasów orzechów, żołędzi i innych nasion, z których korzystać będą podczas zimowych przerw w spaniu, kiedy pokarm może nie być dostępny w środowisku. Podobno o wielu takich spiżarniach wiewiórki zapominają i stają się one źródłem pożywienia np. dla sójek oraz źródłem sadzonek młodych drzew.

Innym sposobem umożliwiającym przetrwanie zimy zwierzętom klimatu umiarkowanego jest zmiana sierści z letniej na zimową, korzystniejszą zarówno pod względem bezpieczeństwa, jak i termicznym. Ubarwienie zimowe pozwala zwierzęciu na lepsze ukrycie się oraz lepiej izoluje jego ciało nie pozwalając na niebezpieczne wychłodzenie.

Jak widać organizmy stacjonarne – rośliny oraz zwierzęta stale przebywające w naszej szerokości geograficznej przystosowały się do zmiennych warunków panujących w środowisku. Organizmy, które wymagają innych warunków, muszą opuścić tę strefę. Na przełomie lata i jesieni część ptaków podejmuje wędrówki do innych stref klimatycznych, w poszukiwaniu pożywienia lub lęgowisk. Ważnym czynnikiem skłaniającym ptaki do odlotów jest jesienne zniknięcie owadów oraz skracanie się dnia, czyli ograniczanie czasu na znalezienie pokarmu. Trzeba pamiętać, że ptaki należące do zwierząt stałocieplnych (temperatura ciała nie zależy od temperatury otoczenia) nie muszą obawiać się niskich temperatur jeżeli mają zapewniony dostęp do pokarmu - źródła energii. Z tym właśnie jest kłopot, ponieważ zimą pożywienie może być ukryte pod pokrywą śnieżną lub jak owady czy płazy trwa w stanie anabiozy ukryte gdzieś w glebie lub mule. Zatem powodem, dla którego ptaki wędrują jest szukanie lepiej dostępnych w tym okresie zasobów pokarmowych. Ptaki migrują w różnych kierunkach: do Afryki (jaskółki, jerzyki, bociany), do Azji (dziwonia), a niektóre tylko na południe Europy (np. szpak, zięba, skowronek). Nie wszystkie ptaki obserwowane w Polsce są ptakami odlatującymi do tzw. ciepłych krajów. Z całą pewnością za morze nie wybierze się sójka. Oprócz ptaków stale zamieszkujących w naszej strefie klimatycznej (kawka, wróbel) możemy obserwować gatunki, które przylatują do nas na zimę w poszukiwaniu okresowo lepszych warunków żerowania (np. jemiołuszka).

Dalekie, międzykontynentalne wędrówki ptaków są możliwe dzięki określonym warunkom anatomicznym i mechanizmom fizjologicznym wykształconym przez te zwierzęta na drodze ewolucji. Należy do nich obecność worków powietrznych będących dodatkowym magazynem powietrza umożliwiającym tzw. podwójne oddychanie, sprawny mechanizm termoregulacji, bardzo dobrze rozwinięty mózg, świetna orientacja w przestrzeni. Ptaki mogą obserwować punkty czy obiekty w terenie, położenie słońca i gwiazd, odbierają promieniowanie magnetyczne Ziemi i in. Długą, wyczerpującą i niebezpieczną wędrówkę są w stanie przeżyć dzięki nagromadzonym wcześniej w organizmie zapasom tłuszczu. Ptaki przygotowujące się do lotu, pod wpływem stymulacji hormonalnej, wyszukują pokarm szczególnie bogaty w węglowodany i tłuszcze, przez co ich waga tuż przed wędrówką może być nawet dwukrotnie większa niż w sezonie letnim.

To tylko niektóre z przyrodniczych sposobów dostosowania się do rytmu życia w klimacie umiarkowanym. Choć odczuwamy pewien żal za odchodzącym latem i pustkę wokół siebie wywołaną brakiem wielu gatunków roślin i zwierząt, to możemy być pewni, że wiosna przywróci organizmom normalną aktywność. A teraz pozostaje podziwiać krajobrazy jesienne i doceniać naturalny rytm w przyrodzie, który nadaje życiu regularność. (fot.4)

Opracowała Renata Stoczkowska