Ловушка со снижающимся кислородом и светом: как жизнь процветает в замерзшем озере

Жить в озере даже в теплое время года может быть сложной задачей, однако с наступлением зимы появляется еще одно существенное препятствие — лед. Когда поверхность водоема замерзает, свет и кислород внезапно становятся чрезвычайно ограниченными. Это могло бы стать потенциальной угрозой, однако, к счастью, обитатели озер освоили несколько крутых способов выживания, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Метаболические изменениям

Когда дело касается зимних месяцев, рыбы оказались немного похожими на людей: они становятся менее активны. Дело в том, что они являются хладнокровными, а потому их метаболизм замедляется, когда температура озера становится ниже.

Исследователи обнаружили, что морским обитателям также помогает слой льда на поверхности водоема, обеспечивающий некоторую изоляцию. Когда озеро замерзает, относительно теплая вода подо льдом становится плотной, а потому опускается на дно, где рыбы уютно устраиваются вместе, чтобы пережить зиму. К слову, некоторые виды, например, бычки, способны зарываться в мягкие отложения и впадать в состояние спячки: их сердцебиение снижается, как и потребности в воде, пище и кислороде, так как они мало двигаются.

Отметим, что такое поведение также демонстрируют животные, обитающие на поверхности — они используют схожие стратегии, чтобы пережить зиму.

Встроенный антифриз

Однако в замерзших озерах обитает не только рыба, но и местные насекомые, также обладающие невероятными способами выживания даже при самых низких температурах.

Исследования ученых показали, что в клетках некоторых насекомых содержится нечто, похожее на "природный антифриз": это криозащитное средство изготовлено из специализированных углеводов, снижающих температуру замерзания телесных жидкостей. Этот механизм предотвращает возникновение кристаллов льда, которые в противном случае могли бы привести к взрыву клеток насекомых.

Другие же насекомые, такие как личинки стрекоз и лодочники, производят белки, помогающие контролировать процесс замерзания. Это помогает им предотвратить повреждение клеток кристаллами льда за счет сублимационной сушки.

Нужно ли озерам замерзать

Ученые настаивают, что процесс замерзания озера на самом деле является чрезвычайно важным. Вода в водоеме, также известная как оборот озера, буквально переворачивается с ног на голову, при этом поверхностный слой становится более теплым летом и самым холодным зимой. Предыдущие исследования уже показали, что этот процесс чрезвычайно важен для распределения кислорода в водах озера, необходимого для процветания жизни.

Однако в момент замерзания озера ситуация напоминает "клише из фильмов про выживание": кислород ограничен и постоянно истощается. Ситуацию мог бы исправить фитопланктон, поглощающий углекислый газ и производящий кислород, однако ему требуется свет, а в замерзшем озере его также недостаточно.

Простыми словами, процесс замерзания озера чрезвычайно важен, однако, если оно будет оставаться замороженным слишком долго, все живое в нем начнет умирать от нехватки кислорода. Учитывая климатический кризис, нависший над планетой, озера, вероятно, не будут оставаться замороженными слишком долго, а некоторые из них и вовсе перестанут замерзать. Это могло бы показаться положительным моментом, однако, ученые полагают, такая ситуация может нарушить обмен веществ водоема, а это повлияет на количество кислорода и питательных веществ.

Ранее Фокус писал о том, как аллигаторы переживают холода, сидя в полностью замерзшем озере.