Per Scholander ve ekibi 1947-1948 kışını Alaska'nın kuzey ucundaki Point Barrow'da geçirdi. Kutup hayvanlarını bir solunum odasına koyup havayı adım adım soğuttular ve hayvanın ne kadar oksijen tükettiğini ölçtüler. Kutup tilkisinde aradıkları sınıra ulaşamadılar, çünkü oda tilkiyi zorlayacak kadar soğumuyordu.1
Deniz Kuvvetleri'nin yardımıyla iki tilki uçakla Washington'daki Deniz Araştırma Laboratuvarı'na götürüldü. Orada ölçümler eksi 80 dereceye kadar indi. Tilki eksi 70'te titremeye başladı. Eksi 80'de bir saat kaldıktan sonra vücut sıcaklığında düşüş yoktu.1
- Dört kiloluk bir tilkinin kürkü, yüz kat ağır hayvanların kürküyle nasıl aynı yalıtımı sağlıyor?
- 2006'da Tromsø'da ölçülen eşik, 1950'deki tahminden neden 30 dereceden fazla yukarıda çıktı?
- Karın üstünde duran bir tilkinin ayak tabanı kaç derecede tutuluyor?
- Aç kalan bir tilki yağıyla kaç gün idare edebiliyor?
Kürkün sınırı tilki boyunda
Scholander aynı kış kutup hayvanlarının derilerini de ölçtü. Kürkü sıcak bir levhanın üstüne serip içinden ne kadar ısı geçtiğine baktı. Kürk kalınlaştıkça yalıtım düzenli biçimde arttı, ama artış tilki boyunda durdu. 5 kiloluk tilkiden 500 kiloluk geyiğe kadar hayvanların çoğunda kürkün tuttuğu ısı aşağı yukarı aynıydı.2 Daha küçük bir hayvan bu kalınlıkta kürk taşıyamaz, kürk uzadıkça yürümesi zorlaşır. Lemming gibi küçük memeliler kışı bu yüzden karın altındaki tünellerde geçiriyor. Ekip, kızak köpekleriyle kızıl ve kutup tilkilerinin eksi 50 derecede karın üstünde korunaksız uyuduğunu da kaydetti.2
Hesap da bu ölçümlere dayanıyordu. Scholander'e göre alt kritik sıcaklığı eksi 40 olan bir tilkinin, o güne kadar yeryüzünde ölçülen en soğuk hava olan eksi 70 civarında yaşaması için ısı üretimini yüzde 37 artırması yetiyordu.1 Alt kritik sıcaklık, dinlenen bir hayvanın fazladan yakıt yakmaya başladığı hava sıcaklığıdır. Bu eşiğin üstünde vücut, ısısını kürkü kabartarak, deriye giden kanı azaltarak ve duruşunu değiştirerek korur.
Norveç Kutup Enstitüsü'nden Pål Prestrud 1991'de yayımladığı derlemede bu verilere dayanarak kutup tilkisinin kürkünü memeliler arasında en iyi yalıtan kürk olarak tanıttı ve alt kritik sıcaklığın eksi 40'ın altında olduğunu yazdı. Aynı yazıda eşiğin hiç ölçülemediğini de belirtiyordu. Scholander de, 1971'de tilkinin enerji harcaması üzerine doktora tezi yazan Larry Underwood da yeterince soğuk bir oda bulamamıştı.3
Tromsø'daki dört tilki
Eşiği yarım yüzyıl sonra Tromsø Üniversitesi Arktik Biyoloji Bölümü'nden bir ekip ölçtü. Britt Fuglesteg, Arnoldus Schytte Blix ve arkadaşları Svalbard'da yakaladıkları dört yetişkin erkek tilkiyi hem yaz hem kış kürküyle, aç karnına ve dinlenirken ölçtü. Sonuçlar 2006'da Polar Biology dergisinde yayımlandı. Kış kürkündeki tilkinin alt kritik sıcaklığı eksi 7, yaz kürkündekinin artı 5 derece çıktı. Yazarlar bu değerlerin o güne dek varsayılandan çok daha yüksek olduğunu Scholander'in adını anarak yazdı.4
Kürkün yalıtımı yine de güçlüydü. Tilkilerin mide sıcaklığı hava eksi 45'e indiğinde bile sabit kaldı. Kış kürkü yaz kürkünden yüzde 140 kalındı. Kürkün birim kalınlık başına yalıtımı iki mevsimde aynıydı, yani kışın kazanç kürkün kalınlaşmasından geliyordu. Hava eşiğin altına indiğinde kışın metabolizma yaza göre daha yavaş arttı.4
Eşiği yukarı çeken, tilkinin kışın daha az enerji harcamasıydı. Dinlenme metabolizması yazın kışa göre yüzde 36 yüksekti ve tilkiler yazın yüzde 17 daha hafifti. Az yakıt yakan bir vücut fazladan ısıya daha erken, eksi 7'de ihtiyaç duyuyor. İç sıcaklık da kışın biraz düşüktü, 39,8 yerine 39,3 derece.4 Scholander'in eksi 70'te gördüğü titreme ise daha ileri bir aşama. Hayvan önce sessizce biraz fazla yakıt yakar, kaslar ancak soğuk ağırlaştıkça titremeye başlar.
- -7 °C
- Svalbard tilkilerinin kış kürküyle fazladan ısı üretmeye başladığı hava sıcaklığı; yaz kürküyle eşik artı 5 derece.Fuglesteg ve ark., Polar Biology, 2006
- %140
- Kış kürkünün yaz kürküne göre kalınlık artışı.Fuglesteg ve ark., Polar Biology, 2006
- -80 °C
- Tilkinin vücut sıcaklığı düşmeden bir saat kaldığı oda sıcaklığı.Scholander ve ark., Biological Bulletin, 1950
- -1 °C
- Çok soğuk karın üstünde duran tilkinin ayak tabanında korunan yaklaşık sıcaklık.Henshaw, Underwood ve Casey, Science, 1972
Ayak tabanı donma noktasında
Vücudun en açık yeri ayaklar. Kürk orada ince ve hayvan her adımda karla temas ediyor. Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden Robert Henshaw, Larry Underwood ve Timothy Casey 1972'de Science dergisinde kutup tilkileri ve kurtlarla yaptıkları ölçümleri yayımladı. İki türde de ayak tabanı, çok soğuk karın üstünde ya da laboratuvarda eksi 35 derecelik bir banyoya daldırıldığında, dokunun donma noktasının hemen üstünde, yaklaşık eksi 1 derecede kaldı. En büyük sapma artı eksi 0,7 dereceydi.5
Bunu ayak tabanının yüzeyindeki ince damar ağı sağlıyor. Vücut ısısını taşıyan kan bu ağa yönlendiriliyor ve tabandan kaybedilen ısının yüzde 99'undan fazlası buradan geçiyor. Isıtılan, ayağın tamamı yerine karla temas eden yüzey. Böylece doku donmuyor, ısı da gereğinden fazla harcanmıyor.5 Prestrud'un derlemesine göre kutup tilkisinin ayak tabanları öteki köpekgillerden farklı olarak kürkle de örtülü.3
Gövdenin biçimi de ısıyı tutuyor. Kısa burun, küçük ve yuvarlak kulaklar, kısa bacaklar ve tıknaz bir gövde ısının kaçacağı yüzeyi daraltıyor. Tilki fırtınada kardan oyuk kazıyor ya da yuvasına çekiliyor. Kıvrıldığında kalça yanını yere indiriyor, başını ön ayaklarına koyup kuyruğunu burnunun ve bacaklarının üstüne örtüyor. Dışarıda yalnızca kürkün en kalın yerleri kalıyor.3
Kışın yağ hesabı
Kışın tilkiyi asıl zorlayan yiyecek kıtlığı. Prestrud'a göre açlık, özellikle popülasyonun düştüğü yıllarda genç tilkiler arasında kışın başlıca ölüm nedenlerinden biri. Svalbard'da incelenen tilki leşlerinde vücut yağı kasım-aralıkta ortalama yüzde 22, mayıs-haziranda yüzde 7'ydi. Yüzde 22 yağ taşıyan 3,5 kiloluk bir tilki dinlenerek yaklaşık 30 gün idare edebiliyor. Benzer yağ oranıyla Svalbard ren geyiği 54, Svalbard dağ tavuğu 18 gün dayanıyor. Tilki aradaki açığı zulayla kapatıyor; içinden 100'den fazla deniz kuşu çıkan zulalar kayda geçmiş.3
Açlıkta vücudun ne yaptığı konusunda iki çalışma birbirini tutmuyor. Prestrud'un 1982'deki ölçümünde aç kalan iki tilkinin dinlenme metabolizması yüzde 40-50 düşmüştü.3 Tromsø ekibi dört tilkiyi kış boyunca üç kez sekizer gün aç bıraktı ve vücut ağırlığına oranlanmış metabolizmada anlamlı bir düşüş görmedi. Tilkiler her açlık döneminde ağırlıklarının yüzde 18,5'ini kaybetti, ama hareketleri ve iç sıcaklıkları değişmedi.4
Yeniden beslenen tilkiler eski kilolarına dönmedi, serbestçe beslenen tilkilerin kış ağırlığında durdu. Yazarlar bunu, vücudun mevsime göre değişen bir hedef ağırlığı koruduğu şeklinde yorumladı. Scholander'in 1950'de eksi 40'ın altına koyduğu eşik bu ekibin ölçümünde eksi 7 derece çıktı ve tilkilerin iç sıcaklığı eksi 45 derecelik havada da sabit kaldı.4
Dipnotlar ve Kaynaklar
- Scholander, P. F., Hock, R., Walters, V., Johnson, F. ve Irving, L. (1950). "Heat regulation in some arctic and tropical mammals and birds". Biological Bulletin, 99(2), 237-258. doi.org/10.2307/1538741 ↩
- Scholander, P. F., Walters, V., Hock, R. ve Irving, L. (1950). "Body insulation of some arctic and tropical mammals and birds". Biological Bulletin, 99(2), 225-236. doi.org/10.2307/1538740 ↩
- Prestrud, P. (1991). "Adaptations by the arctic fox (Alopex lagopus) to the polar winter". Arctic, 44(2), 132-138. Follmann 1978, Murie 1959 ve Prestrud 1982 verileri bu derlemeden aktarıldı. doi.org/10.14430/arctic1529 ↩
- Fuglesteg, B. N., Haga, Ø. E., Folkow, L. P., Fuglei, E. ve Blix, A. S. (2006). "Seasonal variations in basal metabolic rate, lower critical temperature and responses to temporary starvation in the arctic fox (Alopex lagopus) from Svalbard". Polar Biology, 29, 308-319. doi.org/10.1007/s00300-005-0054-9 ↩
- Henshaw, R. E., Underwood, L. S. ve Casey, T. M. (1972). "Peripheral thermoregulation: foot temperature in two arctic canines". Science, 175(4025), 988-990. doi.org/10.1126/science.175.4025.988 ↩
Görseller: kapak, karda kutup tilkisi (Keith Morehead, ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi, kamu malı); tüy döken tilki, Svalbard (Longdistancer, 2010, CC BY 3.0); kıvrılmış tilki (Quartl, 2009, CC BY-SA 3.0). Eşik grafiği: kafa1milyon.com.
kafa1milyon
Meraklı bir kafa. Bilimsel makaleleri, arşiv belgelerini ve saha notlarını okuyup gündelik dile çeviriyor; bilinmeyeni bilinmiyor diye yazmaktan çekinmiyor.
