Wij mensen overleven de ijzige winter met warme jassen, ruimteverwarmingstoestellen en warme chocolademelk. Insecten hebben echter een paar meer creatieve strategieën in petto. Of het nu speciale eiwitten zijn die werken als het antivriesmiddel in uw auto, lichaamsvloeistoffen verrijkt met alcohol in plaats van water of zich voorbereiden op lange afstanden naar warmere klimaten, het lijkt erop dat deze winterharde bugs hun eigen antwoorden hebben ontwikkeld op de biologische problemen die de winter met zich meebrengt .
gerelateerde inhoud
- Hoe een insectenhabitat in uw tuin te creëren
Je hebt waarschijnlijk gehoord van een van de meest voorkomende manieren waarop insecten door dit donkerste en koudste seizoen komen: tijdreizen. "Of ze ontsnappen in de ruimte, wat betekent dat ze migreren, of ze ontsnappen in de tijd, wat betekent dat ze slapende worden", zegt Scott Hayward, een ongewervelde bioloog aan de Universiteit van Birmingham. "De overgrote meerderheid wordt zelfs slapend."
Om het wintertekort aan voedsel en warmte te overleven, hebben zoogdieren zoals beren en chipmunks de neiging om te overwinteren. Hoewel winterslaap vaak als een diepe slaap wordt beschouwd, is het eigenlijk een biologisch verschillende staat van rust: winterslaapdieren slaan voedsel op en verminderen hun metabolisme door processen die nog niet volledig worden begrepen. NASA-onderzoekers onderzoeken zelfs technieken die bij mensen slaapstand kunnen veroorzaken, om astronauten te helpen door jarenlange ruimtetochten te reizen.
Insecten hebben hun eigen versie van deze krachtige tool: diapauze. Net als bij winterslaap, zullen insecten die zich voorbereiden op een diapauze meestal proberen een soort van beschutting tegen de kou te zoeken, zegt Hayward, die uitgebreid onderzoek heeft gedaan naar kiemrust en overleving van insecten in extreme omgevingen. Dat betekent vaak ondergronds graven (denk aan het feit dat in de winter honderden insecten misschien slechts enkele centimeters onder je voeten sluimeren), maar kan ook betekenen dat ze beschutting zoeken in boomstammen of onder rotsen.
Sommige insecten, zoals de Europese maisboorder, zijn erin geslaagd om boeren en entomologen te frustreren door manieren te vinden om in de winter bovengronds te leven. Deze beruchte maïspest heeft een extreme tolerantie voor kou, meer nog dan winterslaap soorten. Studies hebben aangetoond dat boorderlarven zelfs kunnen overleven als ze enkele minuten tot -40 graden F worden onderkoeld. De boorder gaat omhoog in maisstengels of maïskolven en kan zelfs overleven als het water in zijn lichaam (hoewel niet in zijn cellen) bevriest.
Andere insecten slaan het antivriesmiddel op. In Antarctica produceert de niet-vliegende Antarctische mug grote hoeveelheden suikers in zijn cellen, die het vriespunt van vloeistoffen verlagen. Tegelijkertijd laat de mug de ijskoude grond er omheen bijna elke druppel water uit zijn lichaam opzuigen. "Het insect raakt volledig uitgedroogd", zegt Hayward. "Dan kan het niet bevriezen." Dit helpt de minuscule bug - die zowel het enige insect als het grootste landdier op dat continent is - helemaal tegen bevriezing.
De arctische wollige berenmot brengt ongeveer 90 procent van zijn leven in bevroren toestand door. De mottenrupsband bereikt deze prestatie ook door suiker te produceren - in het bijzonder de alcoholglycerol. Op dezelfde manier dat wodka in de vriezer kan worden bewaard en vloeibaar blijft, bevriezen deze vloeistoffen niet, waardoor de weefsels van de mottenlarven behouden blijven en het kan overleven bij temperaturen die dalen tot -70 graden F. De Alaska Upis-kever kan bestand zijn tegen temperaturen die tot een schokkend -100 graden F reiken, door een speciaal "antivriesmolecuul" te produceren.
Maar de meeste insecten zijn niet zo vasthoudend. Rond - 30 graden F is een typische limiet voor veel soorten, zegt Hayward. Dat is de reden waarom veel insecten een bereik hebben dat beperkt is tot meer tropische gebieden van de wereld die nooit vriestemperaturen ervaren, zoals het door insecten geteisterde Amazonegebied of landen die rijk zijn aan muggen in Afrika, Zuid-Amerika en Azië.
Europese maïsboorderlarven kunnen de winter overleven die bevroren is in maïstengels. (WILDLIFE GmbH / Alamy Stock Photo) De opwarming van de aarde kan echter snel die stelregel veranderen en insectenpopulaties over de hele wereld bedreigen. Terwijl de aarde in het algemeen opwarmt, verschuiven insecten naar de polen om gebieden te koloniseren die warmer zijn dan voorheen in de zomermaanden. Toch missen veel van deze insecten het vermogen om de koudere winters in deze regio's te overleven.
"Waar ze dat niet kunnen doen, kunnen ze niet gevestigd worden", zegt Hayward. Ondertussen verstoren warmere temperaturen de diapauzecycli van andere insecten.
Hoewel diapauze een aanpassing is om de winter te overleven, is temperatuur niet de belangrijkste factor die het veroorzaakt. In plaats daarvan helpen kortere dagen in de aanloop naar de winter aan de lichamen van de insecten dat het tijd is om zich gereed te maken voor de rustperiode. Naarmate de dagen later in de herfst warmer blijven, raken de lichamen van insecten in de war. Ten onrechte denken ze dat het lente of zomer is, beëindigen ze vaak het diapauze-proces om te beginnen met het zoeken naar voedsel of vrienden - waardoor ze niet voorbereid zijn op wanneer de winter echt toeslaat, zegt Hayward.
Waarom zouden mensen erom geven? Overweeg het bekende lot van hommels, een vitale bestuiver voor veel soorten planten en landbouwgewassen. De bijenpopulaties worstelen nu al tegen het verlies van habitats en pesticiden en vechten nu ook tegen wisselende seizoenen. Warmtetemperaturen veroorzaken niet alleen latere herfst, maar ook eerdere bronnen, die een zeer belangrijk lid van de bijenkorf kunnen verwarren: de koningin.
Bijen zijn de enige bewoners van de bijenkorf die meestal in diapauze komen. Ze worden meestal eenmaal per jaar wakker, in het voorjaar, en vertrekken om een nieuwe kolonie te smeden. Maar met de lente die vaak eerder begint, bereiken netelroos echter de grootte waarop een nieuwe koningin zal worden geboren en proberen een nieuwe kolonie te stichten voordat de winter is begonnen, in plaats van aan het begin van de lente. Hun nakomelingen blijven dan worstelen om bloemen te vinden om zich in het holst van de winter te voeden, en moeten omgaan met temperaturen die ze niet hebben ontwikkeld om te verwerken.
"Je hebt enorme sterftecijfers, " zegt Hayward, "en je hebt [toen] het volgende jaar minder bestuivers."
Er zijn talloze andere manieren die insecten hebben ontwikkeld om de kou te verslaan. Maar als het moeilijk wordt, worden sommige insecten niet moeilijker - ze gaan gewoon weg. De monarchvlinder staat bijvoorbeeld bekend om zijn kleurrijke en ontzagwekkende overwinteringsstrategie: honderden en honderden van zijn beste vrienden meenemen en duizenden kilometers richting de evenaar rijden om koude temperaturen te voorkomen.
"Er zijn echt een ongelooflijk divers aantal manieren waarop ze de winter overleven, " zegt Hayward.
