幸存的黄石漫长的冬天

尽管以其温暖的像老忠实间歇泉,黄石国家公园(美国)是一个相对较冷,干燥的地方(图1)。黄石公园的冬天是最严厉的季节,但它可以在任何时候是寒冷和下雪的。为了生存,动物住在那里必须处理长,寒冷的冬天。黄石公园的动物有不同的策略来应对寒冷的冬季气温。有些动物,像大多数鸣禽和叉角羚,迁移到温暖,少雪的地方。其他动物,像黄鼠狼和狼一样,呆在原地,必须寻找食物全年的表面之上。鼠兔准备冬天的储备食物和保持活跃的雪下面。最后,像灰熊等动物过冬在他们的窝点。所有这些动物都是"暖血动物"和羽毛或毛皮陷阱身体的化学反应所产生的热量(称为他们的新陈代谢)。

其他动物必须处理的冬天裸体状态。鱼和两栖动物(青蛙、蟾蜍和两栖动物)或“冷血动物,”冷血动物、动物。冬天是冷血动物,因为他们的体温的问题是有限的环境。在黄石寒冷的水域捕鱼生活在无冰的小溪,河流,湖泊。黄石公园的两栖动物,没有单一的解决方案已被证明是最好的。相反,黄石的两栖动物显示不同的应对策略。一些钻进洞由啮齿动物。一些住在冰下池塘。别人容忍的水的冻结。这些两栖动物是如此擅长幸存,他们坚持在公园了几千年!我们分享有趣的策略,北方合唱青蛙,蟾蜍西部西方火蜥蜴,和哥伦比亚发现青蛙(1)使用为了熬过冬天,(图2)。我们描述了各种过冬策略允许物种共存,在严酷的生存,winter-dominated景观黄石国家公园(图3)。

哥伦比亚发现青蛙保持潮湿

哥伦比亚发现青蛙过冬。他们需要解冻水有足够的氧气度过整个冬天。对于一些斑点青蛙,几跳,可以到附近的一个池塘。其他人有较长的旅程找到水体,使好冬天的家园。这些水体可能是春天从地下水源,深湖,一个池塘的泉水,或合适的溪流或河流。有时这些合适的地方可以遥远和难以达到。

发现了一些年轻的斑点青蛙在黄石公园旅行约460米(500码)在第一次长途跋涉寻找一个合适的冬季,大部分是在干地。一些成年发现青蛙去更远的旅行从夏季到冬季栖息地,在粗糙和岩石地形。青蛙怎么做,尤其是最小的无能为力仍然是一个谜。我们认为他们用视觉,嗅觉,一种内在的指南针,在前几年(成年青蛙)记忆。一旦在冬天家园,看到青蛙适应寒冷的通过减缓新陈代谢。他们不吃或增长,但他们不午睡漫长的冬季,。在冬季流,发现青蛙休息在底部的流,面对上游,或者他们慢慢移动的表面冰下湖泊。青蛙背上缚上无线电发射器,透露太多关于他们的冬季活动,展示科学家,他们在池塘和小溪找到最好的地方生存。这些地方可以点水是温暖或更多的氧气,他们可以通过皮肤吸收。青蛙有时爬到蛀牙旁边的水,在那里他们可以呼吸空气和保持温度在零上。 Spotted frogs are early risers in spring. Adult frogs often arrive at breeding ponds with ice and snow still on them from the long Yellowstone winter.

蟾蜍借西部冬季房屋

像斑点青蛙,西方蟾蜍不要让他们的身体冻结。然而,他们过冬在陆地上,而不是在水里。蟾蜍找到栖息地以下frostline,这是最大深度的土壤冻结。他们挖在地面或使用现有的树根下,泥炭小丘,或者腐烂根隧道。蟾蜍也使用地下栖息地由其他动物,如废弃的海狸水坝或洞穴和隧道由勤杂工,麝鼠,和松鼠2]。蟾蜍减缓他们的呼吸、心率、节能和新陈代谢。在这种不活跃的状态,他们很容易受到食肉动物会吃!

成年蟾蜍几乎可以旅行2公里(1.25英里),在100厘米(40英寸)的地下洞穴寻找过冬的好地方(3]。当周围的地面开始温暖,蟾蜍向表面。他们从地面出现在春天当土壤融化和frostline消失了。然后他们发现池塘养殖方式。

西方火蜥蜴有几个选择

西方老虎蝾螈花冬天也用其他黄石地区两栖动物和哺乳动物。火蜥蜴是一群两栖动物的一部分被称为摩尔蝾螈。这个名字来自这样一个事实:他们花多少天的地下洞穴。变质(动物经历的变化形式和习惯当他们转换从一个不成熟的阶段,如蝌蚪或幼虫,到他们成人的形式,如蛙或蟾蜍)frostline下火蜥蜴可能在洞穴里过冬。火蜥蜴是强大的挖掘机(4]。在沙质土壤,它们可以挖洞大到足以把自己藏在10 - 20分钟。一些挖掘这样的力量,他们把土扔到空气在开挖过程中。研究在落基山脉,火蜥蜴是第二个最常见的动物的洞穴中发现囊鼠,地松鼠,甚至獾。那是对的,火蜥蜴出现分享其他动物的洞穴!

火蜥蜴有另一个有趣的转折过冬的策略。有些人会变质,把池塘他们出生的地方。别人会呆在池塘足够长的时间发展成成人(5]。这些池塘居民使其外部鳃和其他幼虫的特征。在这种形式,蝾螈可以成为性成熟无需离开池塘,他们在水下度过冬天。他们的最大的危险是固体池塘结冰。这个有趣的能力维持一种水生生殖成年男性比女性更多的发生。也许这种能力使得这些蝾螈适应潮湿和干燥时间的黄石公园的历史。

北方合唱青蛙容忍冻结

像西方的蟾蜍,北方合唱青蛙不过冬的水下。相反,他们依靠树叶、日志、树根、石块、甚至层雪来帮助保护他们免受寒冷的天气在地表附近的地面(6]。有时,这些青蛙将使用洞穴由其他动物,像啮齿动物。然后,当气温低于冰点,合唱青蛙冻结,!

北方合唱青蛙冻结时,心脏停止跳动,血液停止流动,他们甚至停止呼吸。如果你看到一个合唱青蛙在冬天的时候,你可能会认为它已经死了!但是合唱青蛙的身体化学物质葡萄糖(7]。葡萄糖是糖的一种形式,就像防冻剂,防止冰蛙的细胞内部形成。与此同时,水在细胞外空间允许冻结。只要他们的细胞不冻结,他们的身体的其余部分会冻结,他们可以生存数月之久。黄石在春天开始融化,合唱青蛙的身体开始融化。很快他们呼吸,移动,使他们回到湿地开始新的一年。

为什么这个很重要?

黄石国家公园没有许多两栖动物物种。四个广泛的物种在公园里使用不同的策略来维持生命在漫长,寒冷的冬天。最近的研究表明,冷血动物通常住在与延长冷环境的地方谁会活得更长比在温暖的地区(8]。每个两栖动物物种已经开发了自己的成功的策略,允许它几个世纪以来生活在这些恶劣的条件。通过占据不同的冬季栖息地,这些物种共存和忍受黄石的寒冷的气候。研究这些行为和识别的基本过冬的栖息地黄石的两栖动物也很重要,相互关联的水和土地保护栖息地这些令人难以置信的动物的生存所必需的。

术语表

过冬:↑在动物、不活动状态和减缓新陈代谢,在困难的条件下节约能源使用。

新陈代谢:↑生物化学反应的细胞,保持身体活着,如消化食物,修复损伤,和增长。

两栖动物:↑动物与水生生活阶段,住在水中,用鳃呼吸;和陆地生活的阶段,生活在陆地上,用肺呼吸。

变温动物:↑“冷血动物的体温主要取决于外部热源,如阳光。冷血动物包括大多数鱼类、两栖动物、爬行动物和无脊椎动物。

Frostline:↑的最大深度土壤冻结。

蜕变:↑改变一些动物的形态和习惯转换从一个不成熟的阶段(如蝌蚪或幼虫)成年阶段(如蛙或蟾蜍)。

葡萄糖:↑糖在血液中发现,能量的主要来源是动物。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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引用

[1]↑科赫,e D。,彼得森c . r . 1995。黄石国家公园的两栖动物和爬行动物。盐湖城:犹他大学出版社。

[2]↑出台,W。,试验机j . 1961。增长,当地的运动和马尼托巴蟾蜍冬眠,以hemiophrys。生态42:637-46。doi: 10.2307 / 1933495

[3]↑布朗,c . L。Paszkowski, c . a . 2018。小环境选择西方蟾蜍(Anaxyrus北风之神)。Herpetol。Conserv。医学杂志。13:317-30。

[4]↑Semlitsch, r . d . 1983。穴居的能力和行为属虎螈的蝾螈。可以。j .黑旋风。61:616-20。doi: 10.1139 / z83 - 082

[5]↑山,s . 1995。迁徙年表的成年老虎蝾螈(钝口螈属tigrinum)和调查老虎蝾螈的幼虫在北部黄石国家公园的范围(硕士论文)。勃兹曼,MT:蒙大拿州立大学,65 p。

[6]↑到达,b . 1982。加拿大的两栖动物。多伦多:麦克勒兰德,斯图尔特。

[7]↑层,k B。层,j . m . 1986。冬天冻结宽容与不宽容策略terrestrially-hibernating两栖动物的生存。学生物化学Comp。。理论物理。一个83:613-7。

[8]↑Cayuela, H。Dorant, Y。佛瑞斯特,b R。杰弗里斯,d . L。Mccaffery, r . M。、Eby洛杉矶。,等。2021。热适应的基因签名与渐变群的生活历史转变的一个广泛分布的青蛙。j .似的。生态。91年,1222 - 38。