Vad händer med alla insekter under vintern? |

När bladen börjar falla och vintern börjar krypa in är vi vanligtvis så förbrukade med våra egna behov att det är lätt att glömma alla djur och insekter kvar utanför att sköta sig själva.

På hösten försvinner de, och sedan på våren visas de igen. Men vad händer exakt med alla insekter under de kalla, snöiga, iskalla vintermånaderna?

Oavsett hur mycket du kanske gillar inte insekter måste du ge dem kredit för att du bara överlevt sådana svåra förhållanden. Vi har hus, värmare, tjocka lager av kläder och massor av saker som gör överlevnaden mycket lättare.

Som vi lär oss, har insekter också några överlevnadstrick i ärmarna.

Insekts vinterekologi

Insekts vinterekologi är studien av hur insekter överlever under vintermånaderna. På många sätt uppträder insekter mer som växter än djur, eftersom de inte kan generera sin egen värme internt.

Istället behöver insekter antingen hitta en extern värmekälla, eller kunna anpassa sig till att leva utan den. Det begränsar övervintrande insekter till två distinkta klasser: de som kan överleva att de är frusna (frystoleranta) och de som inte kan (frysa undvikande.)

Den ylla björnmallen larven producerar alkoholer som gör att den kan undvika frysning vid temperaturer så låga som -70 grader F / -57 C. |

Två huvudtyper av övervintrande insekter

För det mesta undviker insekter frysning och agerar istället för att bekämpa möjligheten till iskristallisering i deras kroppar. Men några få arter har anpassats för att kunna överleva även efter att is har kristalliserat deras kroppsvätskor.

Frysta undvikande insekter brukar förekomma mer på norra halvklotet. Detta beror på att vädermönstren är mer förutsägbara och vintrarna håller i allmänhet mycket längre.

Frysta toleranta insekter förekommer å andra sidan mest på södra halvklotet. Det antas att dessa insekter har anpassat sig till de större klimat- och vädervariabiliteten i dessa regioner, och måste anpassa sig till både extrema kalla snaps och oåterkomligt varmt väder.

I regioner på södra halvklotet som har förutsägbara, långa vintrar (som Antarktis) tenderar insekter också att frysa.

1. Frys undvikande insekter

Dessa insekter kommer att dö om deras kroppsvätskor fryser. Deras metoder för att överleva vintern innebär att hålla deras kroppsvätskor flytande (i motsats till frusna.) Detta åstadkommes på några olika sätt, såsom superkylning och användning av medel som kryobeskyddande medel och frostskyddsmedel. De flesta insekter undviker frysning, men några få arter kan överleva efter att deras kroppsvätskor har fryst eller börjat kristallisera.

Några frysande undvikande insekter:

  • Svart myra ( Lasius niger )
  • Nyckelpiga ( Coccinellidae )
  • Monarkfjäril ( Danaus plexippus )

2. Frys toleranta insekter

Dessa insekter kan överleva efter att is har bildats i sina vävnader och kroppsvätskor. De har anpassat sig för att kunna kontrollera var, när och hur is bildas i deras kroppar. Exempelvis undviks extracellulär frysning av dessa insekter, eftersom detta tar bort vatten från celler genom osmos. Istället tillåter produktion av iskärnbildande proteiner dessa insekter att styra vad som fryser, var och när.

Några frystoleranta insekter:

  • Alpin kackerlacka ( Celatoblatta quinquemaculata )
  • Flightless midge ( Belgica antarctica )
  • Ullbjörnmal ( Pyrrharctia isabella )

Monarkfjärilen är känd för sin årliga migration. |

Metoder för vinteröverlevnad

Olika insekter övervintrar i olika utvecklingsstadier (larv, nymf, ägg, puber eller vuxen.) Varje art har hittat stadiet och metoden för övervintring som fungerar bäst för dem. De flesta insekter använder en kombination av metoder för att överleva vintermånaderna.

migration

Insektvandring definieras lite mer löst än när andra djur migrerar. Detta beror på att de flesta insekts korta livslängd gör att de inte kan återvända.

I stället, när de anländer till sin destination, stannar de kvar, medan en medlem av nästa generation åker hemresan, vanligtvis på våren.

Monarkfjärilen är känd för sin årliga migration, medan en lite mindre känd migrant är den gröna darner Dragonfly.

Torra viloläge

För att kristallisera till is behöver vatten en kärnbildande partikel, till exempel en dammfläck. Vissa insekter väljer torra vilolägen som inte kan bilda is på grund av frånvaron av en kärnbildande partikel.

För att ytterligare säkerställa att de inte fryser måste dessa insekter sänka fryspunkten för deras kroppsvätskor. Utan att någon kärnbildande partikel finns närvarande kan kroppsvätskorna superkylas till temperaturer under deras fryspunkt medan de fortfarande är kvar en vätska.

För att ta bort kärnbildningspartiklar i deras kroppar före vintern, kommer dessa insekter att sluta äta och kommer att rensa tarmen från alla iskärnbildning innan vintern träffar.

Frostskyddsproteiner (AFP) i vissa insekter binder till och hämmar tillväxten och omkristallisationen av is som annars skulle vara dödlig. |

kryoskyddsmedel

Bildningen av iskristaller i extracellulär vätska gör att celler tappar vatten genom osmos. Detta kan påverka cellstrukturen negativt och orsaka skada på insektet.

För att bekämpa detta har många insekter höga halter av lösta ämnen som glycerol i sina kroppar och utgör upp till 20% av insektsmassan. Glycerol fördelas jämnt inuti och utanför cellerna, vilket minskar isbildning utanför cellerna och dehydrering i cellerna.

Även om glycerol är den överlägset vanligaste kryoprotektanten inkluderar andra polyoler i denna kategori sorbitol, mannitol och etylenglykol.

Frostskyddsproteiner

Frostskyddsproteiner (AFP) binder till och hämmar tillväxten och omkristallisationen av is som annars skulle vara dödlig.

Det finns två typer av AFP i insekter, Tenebrio och Dendroides, som båda finns i olika insektsfamiljer. Tenebrio finns i skalbaggar, och dendroides finns i fjärilar och mal.

Majsborrarlarver graver in i majsstjälkar innan de går in i diapausen. |

Ice Nucleating Proteins

För att iskristaller ska växa måste de ha en kärna som börjar bilda. Insekter med iskärnbildande proteiner kan reglera bildningen av iskristaller i deras kroppar.

Dessa insekter undviker den superkylning som andra insekter använder och istället initierar isbildning vid högre temperaturer. På detta sätt kan de minska hastigheten på istillväxt och gradvis anpassa sig till de tryck som orsakas av isbildning över tid.

När den optimala temperaturen möter det iskärnbildande proteinet initieras frysning och isen sprids över insektens kropp.

diapaus

Diapause används som ett sätt att överleva förutsägbara, återkommande, ogynnsamma miljöförhållanden, till exempel extrema temperaturer (vinter.) Det anses vara ett fysiologiskt vilande läge med mycket specifika initierande och hämmande förhållanden. Det styrs av dagslängd, temperatur och den genetiska sammansättningen av befolkningen.

Detta är ett förprogrammerat genetiskt (och hormonellt) tillstånd av upphängd eller arresterad utveckling präglat av ett långsamt metaboliskt tillstånd. I vilken grad varje insekttyp påverkas varierar.

Vissa förblir något aktiva, men utfodringen minskas och reproduktionsutvecklingen bromsas eller stoppas. Andra stoppar helt all tillväxt och utveckling tills diapausen slutar.

Stillhet

Detta tillstånd av vilande inträffar efter diapause. Till skillnad från diapause involverar stillhet inte fysiologiska förändringar.

Denna mellanfas gör det möjligt för insekter att tåla hårda förhållanden, men förbereder sig för snabb utveckling så snart förhållandena är gynnsamma.

Nyckelpigor samlas för att hålla kvar värmen på vintern. |

Plats

Som nämnts tidigare övervintrar olika insekter i olika utvecklingsstadier (larv, nymf, ägg, puber eller vuxen.) Dessutom "gömmer" de sig i områden som säkerställer sannolikheten för att de överlever under våren. Dessa inkluderar:

  • Grävande under leran och i jorden
  • Gömmer sig i ruttnande stockar och under trädbark
  • Gömmer sig inuti trädhål och under stenar
  • Gömmer sig inuti växt stjälkar och stjälkar
  • Aggregera eller klustera i skyddade områden
  • Kommer in i ditt hem / företag för värme
Insekthotell är ett enkelt sätt att hjälpa insekter att överleva under alla säsonger. |

Vad du kan göra för att hjälpa

Även om inte alla uppskattar vikten av insekter i det stora tingen, är faktumet att utan dem skulle vi inte kunna överleva. Även om det ibland är svårt att föreställa sig att de är viktiga (särskilt när de biter dig), är de en viktig del av nätverket av liv på jorden.

  • Cirka 80% av världens arter är insekter.

Fördelarna med insekter i din trädgård är för många att ange, men det räcker för att säga att de håller både djur och växter i jämvikt. Från markluftning till mat för andra djur, till pollinering, har en frisk planet ett stort antal friska insekter i sig.

Vi har ett insekthotell i vår trädgård som har gjort en märkbar skillnad i pollineringsnivåerna i trädgården. Alla som gillar att odla blommor eller grönsaker bör ha ett bugghotell för att säkerställa robust pollinering på våren och hösten.

Hur man bygger ett insekthotell

Det är lätt att bygga ett enkelt "bugghotell" eller "insekthotell" med ihålig bambu, pinnar, kottar, halm och några tjockare pinnar med hål borrade i mitten. Placera i en träram och täck med metallnät, som bilden ovan. Sätt insektshotellet ur direkt sol och på ett skyddat läge.

Förutom att göra dem är de också lätta att köpa online och är ganska billiga. Det behöver inte vara stort. Min är ungefär 8 "x 12" (20 cm x 30 cm) och kostar cirka 15 USD. Ju större trädgård / trädgård, desto fler insektshotell behöver du. Men en är alltid bättre än ingen!

Var du medveten om att vissa insekter producerar frostskyddsmedel?

  • Nej, jag hade ingen aning.
  • Ja, det är fantastiskt.
Se resultat

Källor och vidare läsning

Blake, E. (2018, 12 juli). Hur överlever insekter vintern? Inte det sätt vi trodde. Hämtad 2 november 2018 från https://www.cbc.ca/news/canada/north/antifreeze-protein-study-insects-1.4743408

Brockbank, K., Campbell, LH, Vu, H., & Duman, JG (2015, 14 juli). En lektion från naturen för att kontrollera is under organcryopreservation av vitrifikation. Hämtad 2 november 2018 från https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011224015001339

Brueck, H. (2017, 27 november). Bugs överlever vintern genom ett trick rakt ur science fiction. Hämtad 2 november 2018 från https://www.businessinsider.com/how-insects-survive-the-winter-2017-11

McDonough, M. (2011, 3 februari). Hur insekter överlever den långa, kalla vintern. Hämtad 2 november 2018 från http://www1.udel.edu/udaily/2011/feb/insects-winter-020311.html

Panko, B. (2017, 15 februari). Vad gör insekter på vintern? Hämtad 2 november 2018 från https://www.smithsonianmag.com/science-nature/what-do-insects-do-winter-180962183/

Ring, RA (2003, 21 mars). Frys-toleranta insekter med låga superkylningspoäng. Hämtad 2 november 2018 från https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0300962982902675

Spider, I. (2016, 18 december). Woolly Bear Caterpillar på vintern. Hämtad 2 november 2018 från https://infinitespider.com/the-woolly-bear-caterpillar-in-winter/

Storey, K. (2018). Storey Lab: Cell- och molekylära svar på stress. Hämtad 2 november 2018 från https://www.kenstoreylab.com/research/freeze-avoidance-2/

Var går insekter på vintern? (Nd). Hämtad 2 november 2018 från https://www.si.edu/spotlight/buginfo/winter

2018 Kate P