דגים יכולים לחיות במים קרים מאוד. כמובן, דגים טרופיים מנחלים חמים תמיד או ים מחומם לעולם אינם יכולים להיתקל בטמפרטורות נמוכות יותר בחייהם, דבר שיהיה אסון עבורם.
עם זאת, דגים אוקיאניים, במיוחד אותם מינים החיים במים העגומים, כמו גם תושבי נהרות רוסיים, אגמים עמידים מאוד לקצוות הטמפרטורה וירידתם המשמעותית. במיצר מקמרדו הסמוך לאנטארקטיקה, מחוון הטמפרטורות יכול לרדת מתחת ל -2 מעלות, אך הדג נמצא שם, וכנראה שהוא אינו סובל כלל מהקור. מדוע דגים לא קופאים, ומה מאפשר להם להפגין עמידות כזו לטמפרטורות?
דגים ופיזיולוגיה שלהם
על מנת להבין את הפרטים, יש לקחת בחשבון את הפיזיולוגיה של הדגים. ראשית כל, יש לשים לב לעובדה שכמעט כל הדגים הם יצורים בדם קר. האורגניזמים שלהם אינם מייצרים חום, ולכן מחוון הטמפרטורה מתאים תמיד לטמפרטורת הסביבה. כלומר, בגופי מים חמים הדגים יהיו חמים, ובקרים הם יתקררו לקצב שיש להם המים מסביב. נראה שאם זה המצב, הדגים צריכים לסבול מהיפותרמיה ואף להקפיא. מדוע הם לא הופכים לחתיכת קרח בטמפרטורות נמוכות, אך ממשיכים לחיות, לפעמים הם מתנהגים בצורה טבעית ואקטיבית למדי?
מסתבר כי גליקופרוטאינים נמצאים בדם של דגים המונעים הקפאה. מדענים מצאו וחקרו חלבונים אלה באמצע המאה העשרים. כפי שהתברר, גליקופרוטאינים מספקים הגנה משמעותית יותר מפני הקפאה מכל נוזל לרדיאטור ששימש את בני האדם עד היום.
עובדה מעניינת: אם תמיסו מלח במים, זה יקפא יותר גרוע. עם זאת, גליקופרוטאינים יעילים פי 200-300 ממלחים.
השפעת הגליקופרוטאינים הייתה שנויה במחלוקת עד לאחרונה, עד שנחקר חומר זה יותר והתנהגותו בגוף הדגים ביתר פירוט. בתחילה, האמינו כי גליקופרוטאינים מעכבים את התפתחותם של גבישי קרח מנוזלי גוף ותאיים אחרים, נקשרים לפנים של גבישי קרח המופיעים בקושי.
עם זאת, מחקרים אחרונים הפריכו ממצאים אלה. התברר שלגליקופרוטאינים יש השפעה מרחוק על מים, או ליתר דיוק, על הדינמיקה של המולקולות שלהם. אם חומר זה קיים במים, אז המולקולות מזמינות את תנועתן, וממזער את האפשרות להידבקותם לסריג הגבישים, הנחוץ ליצירת קרח.
פעולתם של חומרים אלה היא כה אפקטיבית עד כי הם עלולים לעשות פריצת דרך במדע המודרני. אין זה מפתיע שאחת מתאגידי הרכב הגרמניים נתנה חסות למחקר מודרני - תעשיית הרכב זקוקה לחומרים כאלה.
איך הדגים מגיבים לטמפרטורות נמוכות יותר?
יצורים בעלי דם חם מסתכנים במות בטמפרטורות נמוכות יותר.לפחות קרירות מוגזמת ממושכת אינה נוחה מדי - הן לבני אדם והן לקרובי דם אחרים. בתנאים אלה אנשים חמים בדם חווים סבל, נפילות חסינות, התקררות ומחלות אחרות יכולות להתפתח. עם זאת, דגים בדם קר אינם מתמודדים עם בעיות דומות. למרות שהורדת הטמפרטורה משפיעה גם על מצבם הכללי.
לכן, אם אתם צופים בדגים שבאגמים והנהרות של ארצנו, תוכלו לשים לב שעם קירור והורדת טמפרטורות המים הם הופכים פחות ניידים, הרבה יותר רדומים. הם כבר לא זקוקים להרבה מזון וחמצן, מה שמאפשר להם לחורף עם מינימום סיכונים לגוף.
ברגע שגופי המים מתחילים להתחמם שוב, הדגים יוצאים מתוך אנימציה מושעה ומתחילים להפגין פעילות רבה יותר - רבים מהם מתחילים את עונת ההזדווגות שלהם, ואז מגיע הקיץ כשצריך לאכול באופן פעיל על מנת ליצור אספקה מסוימת של חומרים מזינים בגוף לחורף.
כך, הדגים אינם קופאים, מכיוון שהם יצורים בדם קר. נוגדי פרות טבעיים קיימים בדם שלהם, המוציאים מן הכלל את היווצרותם של גבישי קרח בתוך התאים.