多くの昆虫は、冬を越すために凍結耐性に頼っています。
これは、生物が体の半分を凍らせ、代謝活動を抑える必要があるプロセスです。
凍結耐性により、昆虫は捕食者から身を守り、春先に早く出現し、独特の凍結環境で生き延びることができます。
北極圏の昆虫は凍結回避を利用し、細胞内ではなく体の細胞外領域に氷を形成させることで、体液を液体の状態に保ちます。
動物が寒さから身を守る方法は数多くあります。よく知られているのは、冬眠することです。冬に備えて大量に食べて脂肪を蓄え、暖かい巣穴に身を潜めます。冬の間、水中、地中、あるいは雪の下に身を隠して過ごす動物もいます。
しかし、地上で越冬する種は、氷点下を大きく下回ることもある低温に、より長い期間耐えなければなりません。Kenneth B. StoreyとJanet M. Storeyによる1996年の研究では、昆虫が冬を越すために進化させてきた数々の方法について詳しく述べています。
北極圏の昆虫や類似の種は、凍結回避と呼ばれるプロセスを利用します。低温にもかかわらず体液を液体の状態に保ちます。氷は体の細胞外領域に形成されますが、細胞内部には形成されません。
一部のクモやダニの種は、凍結を完全に避けるために血液中に不凍タンパク質を持っています。もし凍結してしまうと、元に戻せなくなる可能性があるためです。これらの動物が過冷却と呼ばれる仕組みで生き延びるのは、凍結点に達する前に液体の状態を保てるからです。
多くの昆虫や両生類は、冬を越すために凍結耐性と呼ばれるものに頼っています。これは、生物が体の半分を凍らせ、代謝活動を抑える必要があるプロセスです。自然の凍結耐性では、昆虫は体内の水分の50％以上を氷に変えます。このようにして、小さな虫でも厳しく雪の多い冬を生き延びることができます。
冬の間に部分的に凍結するプロセスである凍結耐性には、主に3つの利点があります。第一に、地中に隠れる種とは異なり、春の気温が訪れるとすぐに出現することができます。「例えばアカガエルやアマガエルは、水中で冬眠するカエルより何週間も早く、春の非常に早い時期に繁殖池で活動します」とStorey夫妻は説明しています。
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センターは、分野や地域を越えた協力を可能にすることで、パートナーが共有された理解を実践的な気候および自然の解決策へと転換することを支援しています。
凍結耐性により、種は捕食者を避けることもできます。春の到来を遅らせることで、若い捕食者の採餌が最盛期を迎える時期に昆虫を守り、生存に理想的な条件を確保できます。最後に、凍結温度に耐えられれば、種は独特の環境に生息することもできます。例えば、カナダのエルズミア島には、夏にのみ餌を食べ、マイナス70摂氏度もの低温に耐えるクマケムシが生息しています。このケムシはほぼ凍結耐性を持っています。
凍結耐性と凍結回避は似た仕組みですが、異なる種は、環境や代謝の必要性などから、どちらか一方を選ぶように進化してきたと考えられます。
冬や季節的な寒冷な気温は、多くの環境で日常の一部です。冬眠しない種は雪による保護を受けられませんが、冬への独自の適応は、動物界に存在する多様性を示しています。
