استراتژی‌های زمستان‌گذرانی حشرات

بدون شک زمستان‌گذرانی حشرات بسیار سخت است. سرما نه‌تنها سرعت رشد آن‌ها را کاهش می‌دهد و پرندگان گرسنه آن‌ها را شکار می‌کنند، بلکه دمای زیر صفر می‌تواند باعث مرگ آن‌ها شود. برای مبارزه با سرمای زمستان، بدن حشرات و عنکبوت‌ها برای زنده ماندن در هوای سرد تکامل یافته‌اند. در مکان‌هایی مانند کانادا و اروپای مرکزی، […]

حشرات چگونه زمستان خود را میگذرانند؟

بدون شک زمستان‌گذرانی حشرات بسیار سخت است. سرما نه‌تنها سرعت رشد آن‌ها را کاهش می‌دهد و پرندگان گرسنه آن‌ها را شکار می‌کنند، بلکه دمای زیر صفر می‌تواند باعث مرگ آن‌ها شود. برای مبارزه با سرمای زمستان، بدن حشرات و عنکبوت‌ها برای زنده ماندن در هوای سرد تکامل یافته‌اند.

در مکان‌هایی مانند کانادا و اروپای مرکزی، درجه حرارت در شب می‌تواند تا ۴۰- درجه سانتی‌گراد برسد، اما حشرات از این امر زنده می‌مانند. ما می‌دانیم که آن‌ها زمستان را به‌سلامت پشت سر می‌گذارند، زیرا هر تابستان دوباره این مکان‌ها را پر از آن‌ها می‌بینیم؛ بنابراین حشرات چگونه زمستان‌گذرانی می‌کنند؟

نسخه صوتی مقاله

بی‌مهرگان زمینی

مشکلات پیش روی بی‌مهرگان در طول زمستان را می‌توان به دودسته تقسیم کرد:

  1. غذا
  2. هوای سرد

غذا

یکی از مشکلات حشرات در زمستان، کمبود غذا است. اکثر درختان و بوته‌ها برگ‌های خود را ازدست‌داده‌اند و شیره‌ی گیاهی هم در مقادیر کمی وجود دارد. این بدان معناست که حشرات گیاه‌خوار باید ماه‌ها راهی برای زندگی بدون غذا پیدا کنند. برای انجام این کار، آن‌ها به حالت خوابیده و غیرفعال مانند خواب عمیق در می‌آیند و تمام روند متابولیسم بدن آن‌ها کند است. در زمستان به این حالت خواب زمستانی یا زمستان‌گذرانی می‌گویند. هنگامی‌که حشرات از همین ترفند برای جلوگیری از یک دوره خشک و گرم در تابستان استفاده می‌کنند (به‌عنوان‌مثال، در آفریقا یا هند) به آن تابستان گذرانی می‌گویند.

مسلماً نبود علف‌خواران به معنی نبود غذا برای گوشت‌خواران است، بنابراین حشرات گوشت‌خوار و عنکبوت نیز باید در زمستان بدون غذا زنده بمانند.

مانند هر چیز دیگری در طبیعت استثناهایی نیز در این قوانین وجود دارد و همه حشرات در طول زمستان خواب زمستانی ندارند. برخی از استثناها پروانه‌هایی هستند که گاهی اوقات در شب می‌بینید مانند شب‌پره زمستانی (Operophtera brumata) و پروانه دسامبر (Poecilocampa populi) که هر دو می‌توانند در دمای نزدیک به صفر پرواز کنند. Collembola مورد استثنایی دیگری است که به نظر نمی‌رسد سرما آن را از پا درآورد و اغلب در سطح برف دیده می‌شود.

استثنا سوم برخی عنکبوت‌های Linyphiid است. حدود ۹٪ عنکبوت‌ها در مناطق نسبتاً معتدل در تمام طول زمستان فعال هستند. این استثنا تقریباً همه Linyphiids را شامل می‌شود که می‌توانند در دمای پایین‌تر از ۱- درجه سانتی‌گراد یک تار ایجاد کنند. آن‌ها عمدتاً از کلمبولا تغذیه می‌کنند، اما اگر دما به ۷- درجه سانتی‌گراد برسد منجمد می‌شوند و می‌میرند.

هوای سرد

بی‌مهرگان زمینی از روش‌های مختلفی از شرایط انجماد جان سالم به در می‌برند:

  1. دوری از هوای سرد
  2. محافظت از خود در برابر هوای سرد

دوری از هوای سرد

یکی از راه‌های جلوگیری از هوای سرد مهاجرت به آب‌وهوای گرم‌تر و بازگشت پس از زمستان است.بهترین نمونه آن پروانه مونارک Monarch (Danaus plexippus) در آمریکای شمالی باشد.

مهاجرت، یک استراتژی برای فرار از دمای مرگ است. پروانه‌های مونارک هرساله از آمریکای شمالی به جنوب مهاجرت می‌کنند و در مکزیک یا کالیفرنیای آمریکا زمستان‌گذرانی می‌کنند. برای برخی از افراد این مهاجرت تقریباً ۳۰۰۰ مایل است. در مکان‌های زمستان‌گذرانی، تعداد زیادی از پروانه‌ها در درختان جمع می‌شوند. در بهار پروانه‌ها دوباره به مکان اول مهاجرت می‌کنند. آفات محصولات زراعی بارزترین این مهاجران هستند.

روش دوم دوری از هوای سرد، فرورفتن در خاک یا بستر برگ است. قرارگرفتن در خاک شبیه به درون آب بودن است و بسیار گرم‌تر از در سطح زمین است. گذراندن زمستان در اعماق خاک به این معنی است که نه‌تنها از سرما بلکه از باد سرد و منقار پرندگان گرسنه نیز دوری می‌کنند. بسیاری از حشرات در خاک زمستان‌گذرانی می‌کنند.

در مناطقی که به طور منظم برف می‌بارد، برف می‌تواند مانند یک پتوی غول‌پیکر در دور نگه‌داشتن از بدترین آب‌وهوای زمستان عمل کند. مکان موردعلاقه دیگر برای جلوگیری از وزش باد خنک و منقار کاوشگر پرندگان زیرپوست درختان است. گاهی اوقات هوای سرد هنوز هم می‌تواند به حشرات زیرپوست و موجودات زیر خاک برسد.

محافظت از خود در برابر هوای سرد

برخی از بی‌مهرگان برای محافظت از خود در برابر سرما از مایعات بدن خود استفاده می‌کنند. این محافظت به دو شکل است

  1. بی‌مهرگان متحمل به یخ‌زدگی: آن‌هایی هستند که می‌توانند در صورت یخ‌زدن زنده بمانند. بی‌مهرگان با کنترل محل تشکیل بلورهای یخ در بدنشان از یخ‌زدگی جان سالم به در می‌برند. اگرچه بلورهای یخ در داخل بدن بی‌مهرگان تشکیل می‌شوند اما به سلول‌ها و اندام‌های حشره آسیب نمی‌رساند. وقتی هوا گرم‌تر می‌شود، بلورها ذوب می‌شوند و بی‌مهرگان دوباره فعال می‌شوند.
  2. بی‌مهرگان غیرقابل‌تحمل در برابر یخ‌زدگی: آن‌هایی هستند که از مواد شیمیایی ویژه ضد یخ برای جلوگیری از یخ‌زدگی خود استفاده می‌کنند. این مواد شیمیایی الکل‌های پلی‌هیدروکسی نامیده می‌شوند و با سایر اجزای مایع بدن بی‌مهرگان (پروتئین‌های پسماند حرارتی) کار می‌کنند تا از تشکیل یخ در داخل بدن حشره جلوگیری کنند.

عدم تحمل یخ‌زدگی معمولاً استراتژی مورداستفاده بی‌مهرگان موجود در آب‌وهوای خنک تا کمی سرد است. از تحمل یخ‌زدگی در مناطق واقعاً سرد استفاده می‌شود.

مواد شیمیایی ضد یخ هم در بی‌مهرگان متحمل به یخ‌زدگی و هم در بی‌مهرگان غیرقابل‌تحمل در برابر یخ‌زدگی وجود دارد. حشرات متحمل به یخ‌زدگی از این مواد شیمیایی برای جلوگیری از تشکیل بلورهای یخ در داخل سلول‌هایشان استفاده می‌کنند درحالی‌که همولنف اطراف آن‌ها یخ می‌زند. حشرات غیرقابل‌تحمل در برابر یخ‌زدگی با استفاده از مواد شیمیایی سعی می‌کنند از انجماد جلوگیری کنند. بااین‌حال، اگر درجه حرارت خیلی پایین بیاید، آن‌ها نمی‌توانند تشکیل بلورهای یخ در داخل سلول‌هایشان را متوقف کنند و این می‌تواند هر دو آن‌ها را از بین ببرد و بکشد.

با جلوگیری از تشکیل یخ بی‌مهرگان می‌توانند سوپرکولینگ شوند. سوپرکولینگ (Supercooling) زمانی است که مایعی در دمای پایین‌تر از نقطه انجمادش خنک شده و یخ نمی‌زند.

حشرات غیرقابل تحمل در برابر یخ‌زدگی، آن‌هایی که به سرد کردن بدن خود بدون انجماد تکیه می‌کنند، اگر درجه حرارت به زیر نقطه خنک‌کننده آن‌ها برسد، منجمد می‌شوند و می‌میرند. در مقایسه، حشرات مقاوم به یخ منجمد می‌شوند اما می‌توانند از این انجماد زنده بمانند. نقطه فوق خنک‌کننده دمایی است که زیر آن حشره قادر به جلوگیری از یخ‌زدگی خود باوجود مواد شیمیایی موجود در بدن نیست.

یک نمونه خوب از حشره‌ای که هم مقاوم به یخ‌زدگی است و هم نقطه خنک‌کنندگی پایینی دارد، سوسک Pytho deplaratus است. این می‌تواند در دمای سرد منفی ۵۴ درجه سانتی‌گراد فوق‌العاده سرد شود اما منجمد نشود. اگر دما بیشتر کاهش یابد، می‌تواند برای مدتی زنده بماند زیرا در برابر یخ‌زدگی مقاوم است و یخ در اطراف سلول‌های آن (نه در داخل آن‌ها) تشکیل می‌شود.

دو ترفند دیگر که بی‌مهرگان استفاده می‌کنند کاهش آب در بدن آن‌ها و همچنین تخلیه روده از مواد غذایی است. تخلیه روده از غذا هم برای کاهش محتوای کلی آب بدنشان و هم برای ازبین‌بردن منبع احتمالی تشکیل بلورهای یخ کار می‌کند.

بی‌مهرگان آبزی

آب یک عایق عالی است و چون آب به‌راحتی مثل زمین، گرما را از دست نمی‌دهد، دمای آب کاملاً ثابت می‌ماند. بااین‌حال، بی‌مهرگان که در زمستان در آب زندگی می‌کنند، باید نگران دو نکته باشند:

  1. آیا آب یخ می‌زند؟
  2. اگر آب یخ بزند، آیا همه آن یخ می‌زند یا فقط سطح آن؟

اگر آب یخ نمی‌زند یا فقط گاهی اوقات یک‌لایه نازک روی سطح آن منجمد می‌شود، بی‌مهرگان آبزی مشکلی ندارند. غذای موجود در آب اغلب فراوان است. به‌عنوان‌مثال، بسیاری از برگ‌هایی که در پاییز از درختان می‌افتند و در نهرها و حوضچه‌ها قرار می‌گیرند، ذخیره غذایی عالی را فراهم می‌کنند.

برخی از بی‌مهرگان برگ‌ها را مستقیماً می‌خورند درحالی‌که برخی دیگر از قارچ‌ها و باکتری‌هایی که‌برگ‌ها را می‌پوسانند، تغذیه می‌کنند. این حیوانات به نام detritivores هستند. البته، همه این detritivoreها غذایی برای گوشت‌خواران هستند تا برای بسیاری از بی‌مهرگان آبزی، زمستان زمان بلوغ باشد.

دلیل دیگر اینکه زمستان زمان رشد بی‌مهرگان آبزی است، اکسیژن است. بی‌مهرگان آبزی هم اکسیژن تنفس می‌کنند فقط اکسیژن را از آب می‌گیرند نه از هوا (برخلاف بی‌مهرگان زمینی). آب، اکسیژن هوا را جذب می‌کند و هرچه آب سردتر باشد اکسیژن بیشتری می‌تواند جذب کند. این بدان معنی است که بی‌مهرگان (و ماهی‌ها) اکسیژن بیشتری را در آب سرد در اختیار دارند و می‌توانند فعالیت بیشتری داشته‌باشند. بااین‌حال، اگر سطح آب بیش‌ازحد یخ بزند، هوا در تماس با آب نیست، بنابراین اکسیژن قابل‌جذب نیست. یخ ضخیم و مداوم می‌تواند به معنی کمبود اکسیژن باشد. اگر برکه یا جریان جامد یخ بزند، بی‌مهرگان همان مشکلات موجود در زمین را دارند. غالباً کف استخر یخ نمی‌زند و حتی اگر این امر انجام شود نیز معمولاً گرم‌تر از زمین است.

نحوه زمستان‌گذرانی حشرات

زمستان‌گذرانی به‌صورت لارو

بسیاری از حشرات زمستان را با موفقیت به‌صورت لارو نابالغ پشت سر می‌گذارنند. پوشش‌های سنگین بستر برگ یا پناهگاه‌های مشابه، از کاترپیلار پشمالو محافظت می‌کند، درحالی‌که سایر حشرات آب بدن را با گلیسرول، نوعی ضد یخ جایگزین می‌کنند! برخی از لاروها برای فرار از سرما به‌راحتی در عمق خاک فرو می‌روند.

زمستان‌گذرانی به‌صورت پوره

بسیاری از حشرات در زمستان فعال نیستند، اما پوره‌های سنجاقک، mayflies و stoneflies در آب استخرها و جویبارها زندگی می‌کنند که اغلب در زیر یخ‌ها هستند. آن‌ها به طور فعال تغذیه می‌کنند و تمام زمستان رشد می‌کنند تا حشرات بالغ در اوایل بهار ظهور کنند.

زمستان‌گذرانی به‌صورت تخم

تعداد کمی از حشرات تخم می‌گذارند که می‌توانند در زمستان زنده بمانند. برجسته‌ترین حشرات در این گروه Praying Mantids و کرم‌های مخرب ریشه هستند که از این استراتژی استفاده می‌کنند.

زمستان‌گذرانی به‌صورت شفیره

برخی از حشرات در مرحله شفیره زمستان‌گذرانی می‌کنند، سپس حشرات بالغ در بهار ظاهر می‌شوند. پروانه‌های خانواده کرم ابریشم، Saturniidae، ممکن است در زمستان به‌صورت شفیره به شاخه گیاهان بچسبند.

خواب زمستانی به‌صورت حشره بالغ

بسیاری از حشرات در بزرگ‌سالی به خواب زمستانی می‌روند مانند کفشدوزک‌ها که بعضی‌اوقات در پاییز به‌صورت گروهی در ارتفاعات دیده می‌شوند. بسیاری از زنبورهای بزرگ به دنبال پناهگاه در لبه‌های زیرین و زیرشیروانی خانه‌ها یا انبارها هستند.

حفره‌های درختان، بستر برگ‌ها و زیر چوب‌ها و سنگ‌ها پناهگاه‌های معمول برای زمستان‌گذرانی حشرات بالغ هستند. پروانه Mourning Cloak معمولاً اولین پروانه‌ای است که در بهار موردتوجه قرار می‌گیرد به این دلیل که در زمستان در حفره‌های درختان یا سایر پناهگاه‌ها خواب زمستانی می‌کنند همان‌طور که برخی از لاروهای حشرات، میزان آب بدن را کاهش می‌دهند و باعث ایجاد گلیسرول می‌شوند که به‌عنوان ضد یخ عمل می‌کند.

زنبورهای عسل در طول زمستان و با کاهش دما در کندوها باقی می‌مانند و خوشه تشکیل می‌دهند. آن‌ها همچنین قادر هستند با لرزاندن عضلات بال، دمای کندو را افزایش دهند. مصرف حداکثر ۳۰ پوند عسل ذخیره‌شده در طول ماه‌های زمستان این امکان را فراهم می‌کند. انرژی گرما در اثر اکسیداسیون عسل تولید می‌شود و توسط بال زدن زنبورهای عسل کارگر در سراسر کندو پخش می‌شود.

به‌طورکلی، حشرات قادر به زنده ماندن در دمای سرد در هنگام ثبات دما هستند اما در نوسانات ذوب و یخ‌زدن قادر به زنده ماندن نیستند. بسیاری از حشرات می‌توانند پناهگاه و تغذیه در زمستان در انواع میکرو زیستگاه به دست آورند. این پناهگاه‌ها در میان شیارها در زیر خاک، داخل چوب درختان و حتی در زخم‌های گیاهان قرار دارد. یک نوع مگس توسط صیادان شناخته شده است که در بعضی از گال‌ها در زمستان وجود دارد و درنتیجه از لارو مگس به‌عنوان طعمه ماهی استفاده می‌کنند. پتوهای برفی باعث عایق‌بندی زمین و ثابت نگه‌داشتن درجه حرارت می‌شود و حشرات از آن‌ها سود می‌برند.

حشراتی که در ماه‌های زمستان بی‌تحرک هستند دچار حالتی می‌شوند که رشد و فعالیت آن‌ها به طور موقت متوقف می‌شود و میزان متابولیسم آن‌ها فقط به حدی است که می‌توانند زنده بماند. این وضعیت خاموش، دیاپوز نامیده می‌شود. در مقایسه، مهره‌داران دچار خواب زمستانی می‌شوند و در طی آن فعالیت جزئی دارند و به بدن خود بافت اضافه می‌کنند.

جمع‌بندی

استراتژی‌های مورداستفاده حشرات و سایر بی‌مهرگان برای زنده ماندن در زمستان بسیار زیاد و متنوع است. حشرات از استراتژی‌های زیادی مانند مهاجرت، کاهش متابولیسم بدن، مخفی شدن زیر خاک، مخفی شدن زیرپوست تنه درختان، یخ‌زدگی، کاهش آب بدن، تخلیه روده از مواد غذایی و… استفاده می‌کنند. خوشبختانه یا متأسفانه این استراتژی‌ها جواب می‌دهند و وقتی هوا گرم می‌شود، تعداد زیادی از حشرات و آفات به زندگی برمی‌گردند.

مقالات مرتبط

منابع

این پست برای شما مفید بود؟

با کلیک بر روی ستاره به این مقاله امتیاز دهید! (بالاترین امتیاز ستاره سمت چپ)

میانگین امتیاز ۴.۱ / ۵. مشارکت‌کننده‌ها: ۱۲

اولین نفری باشید که به این مقاله امتیاز می‌دهد!

اگر این مقاله را دوست داشتید و مفید بود ...

این مقاله رو در شبکه های اجتماعی به اشتراک بذار!

از این که این مقاله برایتان مفید نبود متاسفیم!

چگونه این مقاله رو بهبود بدیم؟

به ما بگو چطور بهتر شیم؟

منتظر دیدگاه شما هستیم! ارسال دیدگاه
۲ دیدگاه پرسش و پاسخ خود را درباره این مطلب ارسال کنید!
  1. سید باقر حسینی
    ۱۳۹۹/۰۹/۱۹

    لطفا اگر امکان دارد راههای از بین بردن حشرات و مبارزه با آفات درختان و تمهیدات برای این منظور جهت حداقل خسارات به باغات را مرقوم بفرمایید .

دیدگاه خود را ارسال کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*