Содержание
- Влияние на окружающую среду
- Продолжительность жизни и этапы жизни
- Гормональная и химическая помощь
- Эволюция диапаузы
- Идеальные условия
Животные впадают в спячку, замедляя метаболизм, чтобы потреблять меньше энергии в сезонные периоды нехватки пищи и экстремально холодной погоды. Некоторые животные, в том числе сверчки и многие другие беспозвоночные, на самом деле идут дальше, вступая в полное покой. В процессе, называемом диапаузой, каждая клетка в теле сверчка прекращает рост, и крикет переходит в состояние приостановленной анимации. Полностью отключив свои биологические процессы, животные, находящиеся в диапаузе, могут пережить сильные морозы без еды и воды, а некоторые даже выживают, будучи замороженными.
Влияние на окружающую среду
Диапауза вызвана изменениями окружающей среды, которые предшествуют зиме. Когда лето угасает и приближается осень, более короткие периоды дневного света вызывают физиологические изменения, которые готовят животное к диапаузе. Более низкие температуры также могут вызвать эти изменения. Неоправданно высокие температуры могут задерживать или предотвращать диапаузу у некоторых видов, поэтому сверчки нередко остаются активными в подвале в течение всей зимы. По мере приближения зимы количество и качество доступной пищи, как правило, уменьшаются, что дает дополнительные сигналы для активации диапаузы в сверчках.
Продолжительность жизни и этапы жизни
Многие насекомые с однолетним жизненным циклом имеют обязательный период диапаузы и переходят в состояние покоя в течение соответствующей жизненной стадии независимо от температуры или доступного дневного света. Наиболее распространенной стадией зимовки сверчков является стадия яйца. Восемьдесят процентов сверчков зимуют как яйца, в то время как только около 15 процентов зимуют как нимфы и небольшая горстка видов вступает в диапаузу как взрослые.
Сверчки с двухлетним жизненным циклом отличаются тем, что вступают в диапаузу на двух разных стадиях. Какие две стадии входят в покой, варьируется среди разновидностей крикета. Например, сверчки на Британских островах зимуют во время фаз их яиц и нимф, в то время как виды на севере Японии сначала зимуют сначала как нимфы, а затем как взрослые особи до размножения.
Гормональная и химическая помощь
Физиологические изменения, вызванные сигналами окружающей среды, регулируются гормональной активностью. Эндокринные железы насекомых выделяют гормоны, такие как экдизон и ювенильный гормон, которые регулируют рост и линьку насекомых. Производство и прекращение этих выделений помогает определить, когда и на какой стадии развития крикет вступает в диапаузу. Этот эндокринный контроль диапаузы варьируется в зависимости от вида.
Некоторые насекомые выживают при низких температурах с помощью биохимических средств, то есть они создают свой собственный антифриз. Устойчивость к замерзанию или предотвращение замерзания возможны с помощью молекул криопротектора. Сахара, такие как трегалоза, и аминокислоты, такие как пролин, в тканях насекомых и гемолимфе (крови) защищают насекомых от замерзания. Хотя необходимы дополнительные исследования в этой области, сверчки действительно демонстрируют способность переносить замерзание при наличии этих биохимических веществ.
Эволюция диапаузы
Сверчкам трудно выжить, если их периоды покоя не совпадают с наступлением зимы, поэтому естественный отбор препятствует радикальным отклонениям и поощряет последующие поколения, ритмы которых соответствуют окружающей среде. В умеренном климате, где продолжительность и тяжесть сезонов сильно различаются в разных широтах, видообразование происходит благодаря тому, когда и как долго на сверчков влияют сезонные изменения. Сопоставимые популяции крикета в более теплом тропическом климате не демонстрируют эту тенденцию к видообразованию, поскольку нет зимы, чтобы вызвать расхождение в ритмах развития.
Идеальные условия
Нестабильные температуры могут помешать периоду покоя сверчков. Внезапная, но кратковременная оттепель может пробудить спящие сверчки, но они вряд ли переживут переохлаждение. В то время как некоторые виды выживают, будучи замерзшими и выходя из диапаузы невредимым весной, другие находят выживание легче, оставаясь бездействующими в защищенной микро-среде обитания. Период бездействия, проводимый под землей или внутри древесины бревен, может обеспечить защиту от колебаний температуры и обеспечить продолжение диапаузы до весны.