Làm thế nào để động vật và thực vật sống sót qua mùa đông băng giá?

Từ ngủ đông để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng đến tích trữ năng lượng và thức ăn, các loài sinh đều có cách thích nghi khi thức ăn trở nên khan hiếm và môi trường sống đóng băng.

Những khu rừng đóng băng

Khi mùa đông ngự trị, các loài cây ngừng phát triển và ngủ đông để tiết kiệm năng lượng. Khan hiếm nước có thể trở thành vấn đề lớn nhất vào thời điểm này vì nếu mặt đất đóng băng thì rễ cây không thể có chất lỏng để hút. Và vì thế các loài cây lá kim tạo ra một lớp phủ như sáp bên ngoài lá để hạn chế mất nước do bay hơi.

Rụng lá

Các loài cây rụng lá thì cho toàn bộ lá lìa cành, nếu không chúng sẽ mất nước qua những bề mặt lá phẳng và rộng bản như vậy. Chúng bảo vệ các tế bào khỏi bị đóng băng bằng cách vận chuyển nước từ các mô đến khoảng trống bên ngoài tế bào. Một số loài cây có khả năng sản xuất ra đường vào mùa đông để làm tăng sức chống chọi với giá lạnh.

Tích trữ lương thực

Mùa đông khắc nghiệt cũng tạo ra sức ép cho các loài động vật. Không chỉ là nguồn thức ăn trở nên khan hiếm mà thời gian ban ngày ngắn lại đồng nghĩa với ít thời gian kiếm ăn hơn. Nhiều loài thích nghi bằng cách tích trữ đồ ăn trước khi mùa đông đến. Như con thỏ pika này, một loài gặm nhấm giống như thú có vú sống ở các vùng núi Bắc Mỹ, châu Á và một số nơi ở Đông Âu, sống sót nhờ tích trữ lương thực khô trong hang.

Khoác áo mới

Một số loài vật chuẩn bị đón mùa đông bằng cách mọc thêm lông dày hoặc tích mỡ dày dưới da. Cáo Bắc Cực thậm chí còn đổi màu lông, thay chiếc áo sẫm màu hơn trong mùa hè thành chiếc áo trắng muốt. Nhờ đó nó dễ dàng ẩn mình lẫn vào băng tuyết để săn mồi trong mùa đông. Cơ thể săn chắc và bộ lông dày ở móng cũng giúp nó giữ nhiệt tốt hơn.

Ngủ đông

Nhiều loài thú có vú như là sóc marmot lại ứng phó với giá lạnh bằng cách ngủ đông. Chúng nằm im ngủ sâu trong một chiếc hang được bảo vệ. Trong trạng thái ngủ lịm sâu này, chúng giảm nhịp tim và nhịp thở xuống cực thấp, đồng thời hạ thân nhiệt để tiết kiệm năng lượng. Gấu cũng ngủ đông, mặc dù chúng có một bộ lông rất dày vào mùa đông. Nhưng khác với sóc marmot, gấu giữ nhiệt độ cơ thể khá ổn định trong thời gian này.

Chiến đấu với băng giá

Gấu có bộ lông dày để giữ ấm cho cơ thể, nhưng các loài côn trùng thì làm thế nào? Với thành phần của cơ thể chủ yếu là nước, chúng cần tránh bị đóng băng thì mới sống sót được. Một số loài côn trùng làm việc này rất tốt bằng cách sinh ra chất chống đông làm cho tinh thể băng không thể phát triển trong tế bào của chúng. Một nghiên cứu phát hiện ra rằng bọ cánh cứng màu lửa có thể chịu được nhiệt độ thấp đến -30 độ C.

Sống trong bóng tối

Rêu ở Nam Cực cũng tiến hóa để chịu được nhiệt độ dưới 0. Thảm thực vật này sống gần đất để bảo vệ mình khỏi những cơn gió dữ dội và có thể sống được mà không cần nước trong những quãng thời gian dài khi chất lỏng bị giữ lại trong băng. Các thảm rêu ngủ đông trong nhiều tháng khi môi trường xung quanh quá khô, lạnh hoặc tối, để sau đó nhanh chóng sống lại vào mùa xuân khi băng tan.

Chuyển đổi trao đổi chất

Rùa vẽ sống qua mùa đông dưới đáy ao, ngay cả trên mặt nước có bị đóng băng. Loài vật bản địa này của Bắc Mỹ giảm tốc độ trao đổi chất đến 90% để cơ thể tồn tại được mà không cần bổ sung thức ăn. Thông thường, chúng ngoi lên mặt nước để thở, nhưng trong mùa đông, chúng hấp thụ đủ oxygen qua bề mặt cơ thể mà không cần dùng phổi. Thậm chí chúng có thể chuyển đổi hệ trao đổi chất sang dạng không cần đến oxygen.