- tilpasset til at bo koldt

Af zoolog Mikkel Stelvig, Zoologisk Have

Arktis
Arktis er området rundt om jordens nordpol, i modsætning til Antarktis, som er området omkring sydpolen. Betegnelsen Arktis kommer af det græske ord ”arctos”, som betyder bjørn og henviser til stjernebilledet ”Store bjørn”, som kan ses på den nordlige himmelkugle.
I biologiens verden betegner man Arktis som det område, der ligger nord for den såkaldte 10 oC isoterm, hvilket er en linje, der går gennem områder hvor middeltemperaturen i juli måned er 10 oC.

Arktis er et af de koldeste steder på jorden. Der kan blive helt ned til -50 oC. Derudover er der i vintermånederne mørkt hele døgnet og fødetilgængeligheden i form af planter, mosser og laver meget ringe i denne periode. Så de dyr der kan bo og overleve hele vinteren i Arktis, og dermed være et ”rigtigt” arktisk dyr, skal have unikke og meget specialiserede tilpasninger.

Tilpasninger til ekstrem kulde
Man skulle umiddelbart tro, at det kun var de store pattedyr med tyk pels, som isbjørn og rensdyr, der kunne klare de ekstreme kuldegrader. Men også fugle, fisk og hvirvelløse dyr har tilpasset sig disse usædvanlige vilkår, dog på forskellig vis, men ligeså effektivt.

Pels
Pattedyr er ensvarme dyr, hvilket betyder, at de skal holde en konstant kropstemperatur. Derfor er en effektiv isolering af kroppen den vigtigste beskyttelse mod kulden. Mange af de typiske arktiske landpattedyr som isbjørn, rensdyr, polarræv, moskusokse og ulv har også en meget speciel og veltilpasset pels. 

Moskusokser er kendt for at have verdens varmeste pels. Pelsen består af to lag, en ydre ”regnfrakke” af lange og tykke dækhår og så en inderpels af effektivt isolerende uld. Moskusokseuld, også kaldet qiviut, er otte gange varmere en fåreuld. Moskusoksen kan uden problemer klare tre dages snestorm i -40 oC. Den vender bagenden, hvor de tykkeste og længste dækhår sidder, op mod vinden og står i læ til det stilner af.

Isbjørnens pels er også fantastisk til at beskytte godt mod kulden. Hårene er formet som små rør, der er hule indeni, hvilket gør dem ekstra gode til at holde på varmen. Isoleringsevnen forringes dog betydeligt under vand, hvor pelsen bliver gennemvåd. Men oppe på land, kan isbjørnen hurtigt ryste vandet af de lange stive hår, så den gode isoleringsevne gendannes. Eskimoerne har udnyttet denne egenskab ved pelsen, og tøj der tit bliver vådt er oftest lavet af isbjørneskind, i modsætning til anden beklædning, som mest laves af sælskind.

Nogle dyr er dog for små til at have pels, der er tyk nok til at kunne stå imod den ekstreme kulde. Derfor lever både hermelinen og lemmingen i gange under sneen om vinteren. I disse gange kan temperaturen ligge lige omkring frysepunktet, selvom temperaturen udenfor er -20 oC og bl.a. derfor kan lemmingen også føde sine unger om vinteren. Ungerne, som vejer 5 gram ved fødslen, har ikke meget pels og er afhængige af hunnens kropsvarme. Men når hunnen forlader ungerne i korte perioder for at søge føde, kan de overleve et fald i kropstemperatur helt ned til 5 oC.

Fjer
Fjer yder også en god isolering mod kulde og det er vigtigt, da der nogle gange kan være mere end 100 graders forskel mellem lufttemperaturen og den høje kropstemperatur hos fuglene. (-55 oC og +45 oC). Men der er også kun fire arter af fugle, som kan overleve den høj-arktiske vinter, nemlig ravn, sneugle, fjeldrype og hvidsisken. 

Ravnen og sneuglen er store fugle, der vejer omkring 1,5 kilo og har en kraftig fjerdragt. Som tilpasning til kulden har sneuglen f.eks. ekstra lange fjer i ansigtet, der næsten fuldstændigt skjuler det kraftige næb. Ligeledes er både ben og fødder helt dækkede af den beskyttende fjerdragt, så kun de kraftige kløer kan ses.
Sneuglen lever næsten udelukkende af lemminger, som den skal fange og spise ca. syv af om dagen, for at kunne klare sig igennem den koldeste del af året.  Ravnen er primært ådselsæder.

Som planteæder og med en kropsvægt på kun ca. 15 gram, har hvidsisken andre udfordringer for at overleve. Man ved ikke særligt meget om hvidsiskner og hvordan de formår at finde nok føde for klare sig gennem vinteren. De lever af græs- og plantefrø og det må være meget svært for disse små fugle at finde nok frø fra de meget få planter, der stikker op igennem sneen. Og dette skal endda gøres i totalt mørke.

Spæklag
De marine pattedyr, som sæler, hvalrosser og hvaler, tilbringer det meste af, eller al, tiden i vandet og pels kan derfor ikke bruges som isolering. De har i stedet udviklet et spæklag, der dog skal være meget tykt for at være ligeså effektivt som pels. Spæklaget varierer i tykkelse alt efter årstiden og hos grønlandshvalen kan spæklaget blive op til 30 cm tykt.

Men selv med et tykt spæklag eller en varm pels er varmetabet på ben og arme (eller vinger) relativt større end på resten af kroppen, på grund af den store overflade. Mange dyr kan mindske dette varmetab ved hjælp af det såkaldte modstrømsprincip. Modstrømsprincippet fungerer ved, at blodårerne med det varme blod der løber fra kroppen mod arme og ben (arterier) ligger tæt omsluttet af blodårerne med det køligere modsatstrømmende blod (vener) og hermed overføres varmen fra arterierne til venerne og blodet varmes således op inden det løber tilbage i kroppen. På denne måde mistes varmen ikke til det kolde vand.

Uden isolering
Anderledes er det hos de vekselvarme dyr, som f.eks. fisk og insekter. De kan ikke selv producere varme og har samme kropstemperatur som det omgivende miljø, så isolering er ikke til megen hjælp. De har derfor tilpasninger, der gør dem i stand til at overleve temperaturer under frysepunktet.

Nogle arter af insekter har ”anti-frostvæske” i kroppen, og de kan modstå temperaturer helt ned til -12 oC uden at fryse til is. Andre arter kan tåle at blive frosset ned. For at beskytte sig mod iskrystallernes skadelige virkninger på cellerne i kroppen, har insekterne en høj koncentration af bestemte sukkerstoffer i blodet og kropsvæsken.

Mange af de arktiske fisk har samme tilpasninger som nævnt hos insekterne, men nogle fisk udnytter de dybe arktiske hav og søger simpelthen ned på meget dybt vand, hvor temperaturen er konstant. Hernede i dybderne er temperaturen omkring -2 oC. Dette er varmere end havvandets frysepunkt og der dannes derfor ikke iskrystaller i vandet. På den måde kan fiskene overleve i et underafkølet stadie, hvor de ikke risikerer at fryse til is, indtil temperaturen ovenfor stiger igen.