pagofilia
Pagofilia lub pagofilia to preferencja lub zależność od lodu wodnego w przypadku niektórych lub wszystkich czynności i funkcji. Termin Pagophila pochodzi od starożytnego greckiego pagos oznaczającego „lód morski” i philos oznaczającego „kochający”.
Zwierzęta pagofilne, rośliny itp. Wolą żyć w lodzie lub wykonywać określone czynności w lodzie. Na przykład wiele fok lodowych opisano jako pagofilne, ponieważ przystosowały się do rozmnażania i żerowania w związku z ich lodowym siedliskiem. Preferencje dla zamarzniętego siedliska zaobserwowano u kilku gatunków ssaków, ptaków i bezkręgowców.
Ewolucyjne i adaptacyjne podstawy pagofilii
Uważa się, że zależność i preferencje dotyczące lodu i śniegu mają podłoże ewolucyjne sięgające ostatniej epoki lodowcowej , około 2,6 miliona lat temu. W okresie, gdy ziemia była pokryta lodowymi taflami, przodkowie pagofilnych ssaków z konieczności rozwinęli umiejętność polowania na lodzie i wokół niego. Niektórzy badacze argumentowali, że życie powstało w lodowych siedliskach, w postaci mikroorganizmów, które mogą przetrwać w trudnych warunkach. Co więcej, badanie organizmów pagofilnych na Ziemi przyczyniło się do przekonania, że życie istnieje na innych ekstremalnie zimnych planetach. Przetrwanie w ekstremalnych siedliskach, takich jak siedliska lodowe, jest możliwe dzięki adaptacjom behawioralnym i/lub fizjologicznym. Te adaptacje mogą obejmować; hibernacji , izolacji w postaci tłuszczu lub tłuszczu, zwiększonego wzrostu włosów lub piór lub obecności enzymu przeciw zamarzaniu.
Fagofilia jest korzystna dla przeżycia, a często krytyczna. Ssaki pagofilne mogą używać lodu jako platformy, aby zbliżyć się do ofiary lub oddalić od drapieżników. Lód morski może być również wykorzystywany do rozmnażania, wychowywania młodych i innych zachowań, jeśli ryzyko drapieżnictwa na lodzie jest mniejsze niż na lądzie. Dla wielu zwierząt ich główne źródło pożywienia może znajdować się w pobliżu lodu lub w wodzie pod lodem.
Pagofilia u ssaków
Phocidae
Rodzina Phocidae to rodzina płetwonogich, znana jako „prawdziwe foki”. Badanie przeprowadzone przez Stirlinga (1983) wykazało, że tworzenie się dużych ilości lodu na wybrzeżach około 15 do 5 milionów lat temu zmusiło wiele wczesnych fok focynowych do dostosowania ich zachowań rozrodczych i żerowania ze względu na ich siedliska lodowe. Według National Oceanic and Atmospheric Administration foki lodowe występują w Arktyce i Antarktyce. Zachowania lęgowe, w szczególności karmienie szczeniąt, były szeroko badane na fokach żyjących w lodzie . Zbadano również ewolucję zachowań żywieniowych i diety fok żyjących w lodzie zarówno w Arktyce, jak i na Antarktydzie.
Okresy hodowli lodowej i laktacji
Wśród fok focidów występują pewne różnice w zachowaniu matki i szczenięcia podczas laktacji. Zmienność zależy od dostępu do wody, ryzyka drapieżnictwa i dostępu do pożywienia. Istnieją dwie główne strategie obserwowane w rozmnażaniu fok w siedliskach lodowych. Pierwszą strategię obserwuje się u fok szarych , kapturowych i harfowych . Zwierzęta te charakteryzują się krótkim okresem laktacji, w którym duża ilość energii przekazywana jest od matki do szczenięcia. Młode są w tym czasie nieaktywne i nie weszły jeszcze do wody. W brodatych fokach mniej energii jest przekazywane szczeniętom przez dłuższy czas, młode wchodzą do wody i rozpoczynają samodzielne karmienie, podczas gdy nadal otrzymują mleko od matki.
Badacze twierdzą, że istnieje podstawa adaptacyjna obu zachowań. W dłuższym okresie laktacji, kiedy stosunkowo małe ilości energii są przekazywane młodym przez dłuższy czas, szczenięta pozostają bliżej swoich matek i są chronione przed drapieżnikami. W krótszym okresie laktacji szczenięta są odsadzane w młodym wieku, dzięki czemu usamodzielniają się w karmieniu. Oprócz wczesnej samodzielności, mleko podawane szczeniętom w tym krótkim okresie ma bardzo wysoką zawartość energii.
Ewolucja krótkich okresów laktacji i wysokiego transferu energii jest związana z siedliskiem fok. Gatunki, które rodzą swoje młode na stabilnym podłożu, takim jak ląd lub „ szybki lód ” (który jest przywiązany do lądu) mają dłuższe okresy laktacji i dłużej uzyskują samodzielność żywieniową. Gatunki, które rodzą na niestabilnych misach lodowych, mają krótkie i wydajne okresy laktacji, dzięki czemu ich młode mogą osiągnąć niezależność i rozwinąć odpowiednie warstwy tłuszczu/tłuszczu, zanim lód się stopi lub poruszy. Rozwój krótkich okresów laktacji u większości fok fok jest adaptacją, która pozwoliła im odnieść sukces i rozwijać się na lodzie. Szczenięta otrzymują duże ilości tłuszczu podczas krótkiego okresu laktacji, dzięki czemu osiągają niezależność w młodym wieku.
Karmienie lodem
Badania fok obrączkowanych w Arktyce wykazały, że młode foki żywią się głównie bezkręgowcami , podczas gdy dorosłe foki żywią się głównie dorszem arktycznym. Różnice żywieniowe między młodszymi i starszymi fokami lodowymi wynikają prawdopodobnie z różnic w możliwościach nurkowania i doświadczeniu w żerowaniu. Chwytanie bezkręgowców jest łatwiejsze w przypadku młodych fok ze względu na brak doświadczenia w polowaniu. Dorosłe foki lodowe wolą jednak spożywać ryby ze względu na ich wysoką zawartość energetyczną.
Zachowanie podczas nurkowania ma kluczowe znaczenie dla polowania na dorosłe foki. Foki ścigają swoje ofiary, głównie ryby, nurkując pod lodem. Zdolność do nurkowania pod lodem jest ważna dla łapania zdobyczy. Badania Davisa i in. podkreślił znaczenie wzroku fok. Podczas nurkowania głęboko pod lodem ograniczone światło stanowi wyzwanie dla polowania. Adaptacja wzroku fok ziemnowodnych przyczyniła się do ewolucji pagofilii u fok.
Ursus maritimus
Ursus Maritimus , powszechnie nazywane niedźwiedziami polarnymi , poluje i żeruje na lodzie morskim. Foki są głównym źródłem pożywienia niedźwiedzi polarnych, więc czas, jaki spędzają na lodzie, zależy w dużej mierze od populacji fok lodowych. Badania przeprowadzone przez Mauritzena i in. wykazał, że wybór siedlisk niedźwiedzia polarnego (tj. lód kontra ląd) zależy od znalezienia równowagi między korzyściami płynącymi z obfitości zdobyczy na lodzie a dodatkowym wydatkiem energetycznym w siedliskach lodowych. Ponadto niedźwiedzie polarne, które żyją na dynamicznym, stale zmieniającym się „otwartym lodzie”, mają większy dostęp do zdobyczy niż te, które żyją na szybkim lodzie .
Ursus Maritimus posiadają szereg przystosowań, które pozwalają im przetrwać w trudnych, zimnych warunkach. Te termoregulacyjne , które pozwalają niedźwiedziom na pagofiliczny styl życia, obejmują grubą warstwę futra, grubą skórę i warstwę tłuszczu, zwaną także tłuszczem .
Pagofilia u ptaków
Kilka gatunków ptaków morskich żyje na czapach lodowych zarówno w Arktyce , jak i na Antarktydzie . GL Hunt z University of California zbadał podstawy adaptacyjne ptaków morskich żyjących w „środowiskach pod wpływem lodu”. Według jego badań lód morski może zarówno utrudniać dostęp do możliwości żerowania, jak i zapewniać lepsze wrażenia podczas żerowania. Zarówno w oceanach arktycznych, jak i antarktycznych duże populacje zooplanktonu , alg i małych ryb żyją bezpośrednio pod lodem morskim . Dostęp do ulepszonych możliwości żerowania jest wiarygodnym wyjaśnieniem pagofilii u ptaków morskich.
Rodzaj Pagophila
Rodzaj Pagophila to rodzaj ptaków, który składa się tylko z jednego gatunku: Pagophila eburnea , znany również jako mewa z kości słoniowej . Mewa kość słoniowa występuje w Arktyce , w najbardziej wysuniętych na północ częściach Europy i Ameryki Północnej.
Mewy z kości słoniowej żywią się skorupiakami , rybami i gryzoniami i są również uważane za oportunistyczne padlinożercy . Mewy często podążają za pagofilnymi ssakami, takimi jak foki i niedźwiedzie polarne , i żywią się resztkami zdobyczy.
Pagofilia u bezkręgowców
Bezkręgowce lodu morskiego stanowią ważne źródło pożywienia dla wielu gatunków kręgowców pagofilnych .
Gammarus wilkitzkii
Gammarus wilkitzkii to gatunek obunoga żyjący pod lodem morskim Arktyki. Ten organizm wykorzystuje stosunkowo szeroką gamę źródeł pożywienia, w tym detrytus , glony morskie i pozostałości innych skorupiaków. W wyniku surowego środowiska pod lodem Gammarus wilkitzkii wykształcił szeroką gamę źródeł składników odżywczych, aby zrekompensować zmiany temperatury i przestrzenne lodu.
Edwardsiella andrillae
Edwardsiella andrillae to niedawno odkryty „lubiący lód” ukwiał morski, który został odkryty na Antarktydzie. Białe ukwiały zostały zaobserwowane przez naukowców z Programu Odwiertów Geologicznych Antarktyki ( ANDRILL ). Organizmy żyją zagrzebane w lodzie, do góry nogami, z mackami „wystającymi do lodowatej wody”. Jest to pierwszy gatunek ukwiała, który zaobserwowano, że żyje w lodzie, a nie na dnie oceanu. Trwają badania dotyczące diety i stylu życia Edwardsiella andrillae .
Zmiany klimatu i zwierzęta pagofilne
Zmiany klimatyczne i zmniejszanie się lodu morskiego w regionach polarnych wywarł znaczący wpływ na organizmy, które preferują siedliska lodowe lub są od nich zależne. „Stochastyczna prognoza populacji” wykazała, że do końca XXI wieku prawdopodobnie nastąpi drastyczny spadek populacji niedźwiedzia polarnego. Niedźwiedzie polarne polegają na fokach i rybach jako głównym źródle pożywienia. Podczas gdy niedźwiedzie mogą polować na ssaki lądowe, takie jak karibu i lisy, mogą przetrwać poza ofiarą lądową tylko przez około 6 miesięcy. Bez obfitości lodu morskiego niedźwiedzie polarne nie mają dostępu do fok i ryb, przez co mogą umrzeć z głodu. Prognozy te były ważne przy podejmowaniu decyzji o umieszczeniu niedźwiedzia polarnego jako gatunku zagrożonego zgodnie z amerykańską ustawą o zagrożonych gatunkach.
Oprócz zagrażania populacjom niedźwiedzi polarnych naukowcy argumentują również, że zmiany klimatu będą miały również wpływ na populacje fok. „Utrata siedlisk lęgowych na ich tradycyjnych obszarach lęgowych [będzie miała wpływ] na zmiany w rozmieszczeniu i według wszelkiego prawdopodobieństwa zmniejszenie liczebności”. Foki używają lodu do wychowywania młodych i uczenia ich polowania; jednak wraz ze zmniejszaniem się lodu w wyniku zmian klimatu foki nie mogą uczyć swoich młodych polowania przed zakończeniem okresu laktacji. Zmiany klimatu stanowią poważne zagrożenie dla zwierząt pagofilnych.