Kdo zimuje?
Existují čolci, žáby, želvy a hadi, kteří dokážou bezbolestně zmrznout a ztvrdnout tak, že jejich vnitřní orgány prorazí ledové krystalky. To je neobvyklé, protože led, který se tvoří v cévách zvířete, je musí buď trhat, nebo beznadějně roztahovat. A co je nejdůležitější, zmrzlá voda se stane pro buňky nedostupná a ty mohou zemřít na dehydrataci.
Ale tady třeba americká pralesní žába. Když se jí při ochlazování tvoří led na prstech u nohou a na kůži, naplní si tkáně glukózou. To je chrání před poškozením. I kdyby člověk dokázal napumpovat takové množství glukózy do svých tkání, vysoké hladiny by způsobily diabetické kóma a smrt. U žáby způsobuje nadbytek cukru také kóma: metabolismus v buňkách se téměř zastaví. Obojživelníkům ale neublíží. Na jaře rozmrzají a při pohybu spalují glukózu jako palivo.
K úžasnému incidentu došlo se zmrzlým sibiřským mlokem: byl nalezen ve věčně zmrzlé půdě v hloubce jedenácti metrů. A nález rozmrzl a ožil. Radiokarbonová analýza ukázala, že mlok ležel v permafrostu asi devadesát let.
Existují také zvířata, jejichž tělo může být velmi chladné, ale led se netvoří. Některým arktickým hmyzům se daří v 50stupňových mrazech: odstraňuje z jejich těl prach nebo bakterie, kolem kterých mohou růst ledové krystalky.
Ze savců je bezbolestně chlazen sysel dlouhoocasý, u kterého může při zimním spánku klesnout tělesná teplota až pod bod mrazu. A žádné krystaly. Jak to ale dělá, se zatím neví.
Již tvarovaný podvazkový had je posledním z amerických hadů, který se na zimu ukrývá do úkrytu a jako první se z něj vynoří, když se oteplí. Přezimuje ve skalních štěrbinách při 4 - 5 stupních Celsia. Její srdeční tep se zpomalí na 6 tepů za minutu (desetkrát méně než za slunečného letního dne).
V mrazu se mohou podvazkové hady proměnit i v led. Ale i po jednom nebo dvou dnech "mrazák" teplé slunce oživuje plaza.
Užovky podvazkové také hibernují ve vodě: je popsán případ, kdy stovky hadů na podzim vlezly do cisterny a čekaly, až se naplní vodou. Je pravděpodobné, že kůže hada, stejně jako plíce, získává kyslík z vody. To je samozřejmě velmi malé: srdce zvířete bije pouze jednou za minutu a metabolismus se velmi zpomaluje. Jak dlouho norující savci zimují v podzemí, závisí na tom, jaká je venku zima. Ale i v zimě čas od času jejich tělesná teplota stoupne téměř z nuly na normál a probudí se na několik hodin nebo dokonce na celý den. Jak často se hlodavec perognath probouzí, zimuje spolu se zásobou potravy? Americký výzkumník zanechal perognathovi 800 gramů semen a každý den se probouzel. Když dostal jen 100 gramů semínek, dřímal pět dní v řadě.
Ale proč se vůbec probouzet? Zimní spánek by totiž měl šetřit energii a 80 - 90 procent z ní zvířata utratí v zimě, přesně když se probudí. Snad se jen bojí zaspat jaro. Například, když se Beldingova hliněná veverka probudí, okamžitě spěchá, aby se dotkla hliněné zátky, která uzavírá vchod do díry. Teplo země znamená příchod jara. Když se korek v experimentech zahříval, proteiny si okamžitě prokopaly cestu ven. A s blížícím se jarem se veverky probouzejí stále častěji. Možná je probouzejí nejen biologické hodiny, ale i toxické látky nahromaděné v těle, které je třeba čas od času odstranit.
Peří s prachovým peřím, vlna, vrstva podkožního tuku - téměř všechna zvířata chladných oblastí mají určitou ochranu před mrazem.Někteří hlodavci, rejsci a králíci produkují při nachlazení speciální látku zvanou hnědý tuk. Poskytuje spoustu energie, protože je nasycen mitochondriemi – mikroskopickými zařízeními v buňkách, jejichž jediným úkolem je přeměnit jídlo na teplo. Od nich i barva hnědá.
Jiná zvířata mají takzvanou nádhernou síť žil a tepen, kterými jde teplá krev do míst, kde se tělo ochlazuje studeným vzduchem nebo vodou, například na ploutvích velryby nebo tlapách kachny.
Stejnou síť má i lopatkový hmyz, který dokáže v mrazu i létat. Její tělo je navíc pokryto vlnou, Vzduchové vaky oddělují teplou hruď lopatky od studeného břicha. Konečně je tento hmyz schopen vytvářet vlastní teplo.
Při odpočinku se může lopatka ochladit, ale aby její létající svaly fungovaly, musí se zahřát na cca 26 stupňů. A pak se lopatka začne třást. Všechny svaly se stahují, ale ona nikam nelítá. Ale produkuje hodně tepla a zahřívá se. Také pěnkavy se třesou, a dalo by se říci, třesou se celou zimu, kromě letů. Siskiny v zimě nespalují většinou sacharidy, ale tuky: tímto způsobem se mohou třást déle. Navíc, pokud není příliš chladno, třesou se jen některé svaly, ale v silném mrazu se začnou třást všechny ostatní. V americkém městě Salt Lake City došlo k úžasnému incidentu. Dvouletá holčička spadla do studené řeky. Než ji dostali ven, byla pod vodou přes hodinu. Dítě nedýchalo a jeho tělesná teplota byla 19 stupňů. A přesto se ji v nemocnici podařilo oživit.
Pětistupňová voda, která dívku zchladila, zřejmě pozastavila její metabolismus - to ji zachránilo. Pomohl reflex potápějícího se hmyzu: u mnoha lidí, a zvláště u dětí, když se studená voda dostane na obličej, zpomalí se puls, stoupne krevní tlak a jeho proud se sníží do všech orgánů kromě srdce a mozku. Je to jakýsi pozůstatek evoluce. Když se tuleň, bobr nebo nějaký jiný vodní živočich ponoří, přestane dýchat a zpomalí se mu tep. Těsnění zpomaluje puls ze 100 tepů za minutu na 6 a snižuje se zátěž srdce.
Pro pocit chladu má člověk zvláštní nervy. Pokud se tělo ochladí pod normální teplotu, dají signál. Potom se na příkaz z mozku stahují krevní cévy a na povrch těla proudí méně krve: snižuje se ztráta tepla. Krev přitom jde dovnitř, do životně důležitých orgánů.
Pokud je to nutné, může být krevní podnos, například k prstu, zmenšen na setinu. Ale tak dlouho prst natahovat nemůžete, dojde k omrzlinám. Proto chlazené tělo čas od času rozšíří své cévy a pošle teplo a kyslík, aby pomohly zmrazit končetiny.