In che modo i colibrì sopravvivono alle notti fredde?

Colibrì femmina, addormentato.
Foto di Dylan Maldonado.

Un lampo di scarlatto e smeraldo mi passa davanti mentre sbatto la mia testa assonnata fuori dalla porta della cucina, una vibrante spruzzata di colore estivo contro il cupo cielo invernale. Improvvisamente, un colibrì di Anna indignato, Calypte anna, mi affronta, becco a naso, chiedendo la sua colazione. Tremando, mi ritiro rapidamente in cucina per preparare acqua calda zuccherata per il mio ospite piumoso.,

I colibrì sono classificati nella famiglia aviaria, Trochilidae, che deriva dalla parola greca, trochilos, o “piccolo uccello.”In effetti, la più piccola specie aviaria vivente oggi è il colibrì delle api, Mellisuga helenae, che si trova esclusivamente sull’isola di Cuba. Con una lunghezza totale di 2,25 pollici (5 centimetri) e un peso di 0,07 once (2 grammi), questo piccolo uccello può comodamente appollaiarsi sulla gomma alla fine di una matita.,

Ci sono più di 330 specie descritte di colibrì, e occasionalmente una nuova specie viene scoperta dagli ornitologi e aggiunta alla lista. Anche se la maggior parte delle persone pensa a loro esclusivamente come uccelli tropicali, colibrì si trovano in diversi habitat, che vanno dal più umido al più secco, dal livello del mare a oltre 14.000 piedi (4400 metri).

La più grande diversità di specie di colibrì è il neotropics (tropici del Nuovo Mondo), ma molte specie vivono o migrano in zone temperate negli Stati Uniti e in Canada per riprodursi., A volte, per ragioni che non sono del tutto chiare, i singoli uccelli rimangono indietro per l’inverno e, a volte, sopravvivono. Pertanto, con l’aumento delle temperature medie stagionali, i colibrì si stanno affermando sempre più come residenti per tutto l’anno al di fuori delle loro gamme tradizionali. Il colibrì di Anna è una specie il cui areale si è espanso costantemente verso nord man mano che le temperature stagionali sono diventate più miti. Pertanto, questo uccello è ora un comune residente tutto l’anno lungo la costa nord-occidentale degli Stati Uniti e persino in alcune parti del Canada.,

Come molti sanno, i colibrì si nutrono di nettare di fiori, che è un “dono” allettante di zuccheri ad alta energia forniti dai fiori in cambio dell’impollinazione. Oltre al nettare, i colibrì consumano anche grandi quantità di piccoli insetti, che sono pieni di grassi ad alta energia e proteine essenziali. A causa delle loro enormi esigenze metaboliche, colibrì hanno appetiti voraci. Equivalente all’uomo medio che consuma un intero frigorifero pieno di cibo, i colibrì mangiano circa due o tre volte il loro peso corporeo in nettare di fiori e piccoli insetti ogni giorno.,

Oltre ad essere tra i più piccoli di tutti gli animali a sangue caldo, i colibrì mancano anche delle piume lanuginose isolanti tipiche di molte altre specie di uccelli. A causa delle loro caratteristiche combinate di piccole dimensioni corporee e mancanza di isolamento, i colibrì perdono rapidamente calore corporeo nell’ambiente circostante. Anche i colibrì addormentati hanno enormi esigenze metaboliche che devono essere soddisfatte semplicemente per sopravvivere alla notte in cui non possono foraggiare., Per affrontare questa sfida energetica, colibrì risparmiare energia sufficiente per sopravvivere notti fredde abbassando il loro termostato interno di notte, diventando ipotermico. Questo stato fisiologico ridotto è un adattamento evolutivo che viene indicato come torpore.

Il torpore è un tipo di sonno profondo in cui un animale abbassa il suo tasso metabolico fino al 95%. Così facendo, un colibrì torpido consuma fino a 50 volte meno energia quando è torpido rispetto a quando è sveglio. Questo tasso metabolico abbassato provoca anche una temperatura corporea raffreddata., La temperatura corporea notturna di un colibrì viene mantenuta ad una soglia ipotermica che è appena sufficiente per mantenere la vita. Questa soglia è conosciuta come il loro set point ed è molto al di sotto della normale temperatura corporea diurna di 104°F o 40°C registrata per altri uccelli di dimensioni simili.

La ricerca mostra che questo set point è attivamente mantenuto dal termostato interno dell’uccello., “Se provi a raffreddare un animale al di sotto di questo nuovo set point, genererà abbastanza calore corporeo per mantenere quel set point”, afferma Sara Hiebert, esperta di colibrì e professore di biologia allo Swarthmore College di Swarthmore, in Pennsylvania.

Esistono diversi tipi di torpore, classificati principalmente per durata e stagione. Ad esempio, quando il torpore avviene per lunghi periodi di tempo durante l’inverno, è noto come ibernazione. Tuttavia, a differenza del letargo, il torpore colibrì può verificarsi in qualsiasi notte dell’anno, quindi viene indicato come torpore quotidiano o noctivation., Poiché le specie di colibrì tropicali hanno anche bilanci metabolici rigidi, anche loro si affidano al torpore quotidiano per risparmiare energia.

I colibrì torpidi mostrano un sonno profondo come la morte. Nel 1832, Alexander Wilson descrisse per la prima volta il torpore del colibrì nel suo libro, American Ornithology; “Nessun movimento dei polmoni poteva essere percepito … gli occhi erano chiusi e, quando toccati dal dito, non davano segni di vita o di movimento.”

Il risveglio dal torpore richiede un colibrì di circa 20 minuti., Durante l’eccitazione, il cuore e la respirazione aumentano e i colibrì vibrano i muscoli delle ali. Il calore generato dai muscoli vibranti, o dai brividi, riscalda l’afflusso di sangue. Il brivido è sufficiente per riscaldare il corpo del colibrì di diversi gradi ogni minuto e l’uccello si risveglia con riserve di energia sufficienti per vederlo fino ai suoi primi periodi di alimentazione del mattino. È interessante notare che i colibrì si risvegliano in modo affidabile dal torpore una o due ore prima dell’alba senza segnali distinguibili dall’ambiente. Quindi, sembra che l’orologio circadiano interno dell’uccello inneschi l’eccitazione.,

Cosa fanno i colibrì durante quelle ore pre-alba quando sono caldi ma non ancora attivi? “Un suggerimento è che potrebbero usare questo tempo per dormire”, spiega Hiebert. “Sebbene ci siano alcune prove che il torpore sia un’estensione del sonno a onde lente, ci sono anche prove che il corpo è troppo freddo durante il torpore perché si verifichino le normali funzioni del sonno.”

Il torpore non è limitato ai colibrì; è stato osservato anche in rondini, rondoni e uccelli poveri., Inoltre, gli scienziati pensano che la maggior parte dei piccoli uccelli che vivono in regioni fredde, come i chickadee, si affidino al torpore per sopravvivere a lunghe notti fredde. È interessante notare che, anche se roditori, pipistrelli e altri piccoli mammiferi in genere mostrano una qualche forma di ipotermia regolata durante il freddo, questi animali possono contare solo sul torpore quotidiano durante i mesi invernali quando non si riproducono. Al contrario, la noctivazione è possibile in qualsiasi notte dell’anno per i colibrì., Poiché il bilancio energetico giornaliero è progressivamente più difficile da mantenere man mano che le dimensioni del corpo diminuiscono, hummingbird torpor è una strategia evolutiva finemente sintonizzata che preserva i bilanci metabolici quotidiani di questi uccelli.

“I colibrì sono i” campioni “di questo tipo di regolazione energetica perché devono esserlo”, conclude Hiebert.

Molte grazie a Sara Hiebert per avermi permesso di intervistarla per questa storia.,

pubblicato da GrrlScientist il 9 aprile 2006

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