Info om  djur   Fråga   Svar   Djurfakta   Artiklar   Källor 

Lunds universitet
Facebook

En rudas huvud
 
Fråga en zoofysiolog

Hur djur klarar värme, kyla och is: groddjur, kräldjur och fiskar

Grodor i varma klimat. Att överleva torka och hetta. Urinblåsan som vattenförråd
Tål grodor att frysa till is? Om grodor och ormar som klarar isbildning i kroppen
Hur klarar svenska kräldjur och groddjur vintern?
Hur klarar sötvattensfiskar vintern under isen utan att få syrebrist eller frysa till is. Fiskar som producerar alkohol
Sök i alla svar och i alla djurartiklar
Åter till "Svar på frågor"


Vanlig groda (Rana temporaria)

Den vanlig grodan (Rana temporaria) övervintrar under vatten. Den undviker då att frysa till is, men måste klara av syrebristen under istäcket. Courtesy of N. Sloth from from Encyclopedia of Life under this CC License.

Såg att ni hade svarat på en fråga om grodor och vinterdvala. Jag undrar, i och med att deras temperatur styrs av omgivningen, skulle de inte då kunna överleva ifall det var plusgrader året om? Utan att sova över på vintern då.

Grodor som lever i varmt och fuktigt klimat kan vara aktiva hela året, utan att gå i dvala. Grodor som lever i torrt klimat överlever torrtiden i ett dvalliknande tillstånd nere i marken, där det kan vara fuktigare. De kan vara omgivna av en kokong som skyddar mot vattenförluster. De kan också lagra vatten i form av utspädd urin i den kraftigt utspända urinblåsan. Afrikanska lungfiskar överlever på samma sätt när deras vattensamling torkar ut. Grodor i kalla klimat kan inte vara aktiva året om, utan överlever vintern på något undangömt ställe i en slags dvala. Läs mer om övervintrande grodor och om övervintrande reptiler i de följande svaren.

Jag vet inte om våra svenska grodor skulle kunna överleva och vara aktiva året om man flyttade dem till ett varmare klimat. Troligen är de så anpassade till vårt klimat att de inte skulle klara sig. 2004, 2012.

Anders Lundquist

Till början på sidan



På en lokal i södra Kanada övervintrar strumpebandssnokar (släktet Thamnophis) i enorma mängder på frostfritt djup nere i håligheter i berggrunden. På videon har våren kommit och ormarna har krupit upp ur sina hålor för att para sig. Marken är täckt av slingrande ormar och hanarna söker frenetiskt efter honor. Titta inte om du har ormfobi. Förmåga att överleva isbildning i vävnaderna har påvisats inom detta ormsläkte, liksom hos flera grodarter. From YouTube, courtesy of National Geographic.

Jag har hört att det finns grodor som kan överleva fast deras kroppstemperatur har varit under 0 °C. Stämmer det?

Ja, det stämmer. Vissa grodor och reptiler på nordligare breddgrader kan till och med överleva isbildning i vävnaderna. Många undersökningar har gjorts i Nordamerika av skogsgrodan, Rana sylvatica. Den tillhör samma släkte som vår vanliga groda, Rana temporaria, men övervintrar till skillnad från vanlig groda inte i vatten, utan på land, där risken att frysa till is är större än i vatten. Man känner även flera andra grodarter som tål isbildning i vävnaderna, bland annat Hyla chrysoscelis, Hyla versicolor, Pseudacris crucifer och Pseudacris triseriata. Hyla-arterna är släktingar till vår lövgroda (Hyla arborea), som i Sverige bara förekommer i Skåne. I Ontario och Ohio kan Rana sylvatica överleva i fruset tillstånd från ett par dagar upp till cirka 1-2 veckor vid cirka 2-3 minusgrader. Dödligheten är större vid ännu lägre temperaturer och vid de längre nedfrysningstiderna. Längre norrut, i Alaska, kan Rana sylvatica överleva cirka 200 dygn, alltså hela vintern, i fruset tillstånd nere i marken utan att dö. Detta är den längsta frystid man känner till för någon groda.

När de löper risk att frysa till is börjar de flesta av dessa grodarter bilda stora mängder glukos (druvsocker) i levern. Glukos är normalt hos grodor, liksom hos människor, den form i vilken energigivande kolhydrater transporteras i blodet. Men hos de frostutsatta grodorna stiger glukoskoncentrationen i kroppsvätskorna drastiskt, vilket är av stor betydelse för deras överlevnad.

När totalkoncentrationen av lösta ämnen ökar i en vattenlösning, sjunker lösningens fryspunkt. Till en början med hindrar alltså glukosen grodorna från att frysa till is. Men när temperaturen blir alltför låg bildas ändå iskristaller. Iskristaller innehåller bara vatten, inte de lösta ämnena i den vätska som fryser till is. Därför kommer glukoskoncentrationen i grodans kroppsvätskor att stiga allt mer, ju mer is som bildas. Detta leder till att fryspunkten för den återstående vätskan till slut blir lägre än omgivningens temperatur. Därmed kommer inte hela grodan att frysa till is, något som är mycket viktigt. Isen bildas utanför cellerna. Cellerna skadas då inte av iskristallerna.

Hos en del fryståliga djur finns det groddar i vätskan utanför cellerna som ser till att isen bildas där och inte inne i de ömtåliga cellerna. Groddar är partiklar på vilka iskristaller lätt kan börja växa. Hos dessa djur är det särskilda proteinmolekyler som fungerar som groddar. Troligen har även den fryståliga skogsgrodan sådana proteiner.

Varför användes just glukos som frostskydd? Jo, glukos är en polyol, det vill säga en substans med många hydroxylgrupper (-OH). Polyoler kan tolereras i höga koncentrationer utan att cellernas många proteiner skadas. Hydroxylgrupperna kan nämligen ersätta de vattenmolekyler som binder till proteinernas yta, utan att proteinernas struktur påverkas alltför mycket. Hyla versicolor använder huvudsakligen en annan polyol, sockeralkoholen glycerol, som frostskydd. Andra djur kan, förutom de nämnda ämnena, använda andra polyoler som frostskydd, t.ex. sockeralkoholen sorbitol eller sockerarten trehalos. Hos Rana sylvatica bidrar även urinämne (urea) till frostskyddet.

Den amerikanska skogsgrodan (Rana sylvatica) tål is i vävnaderna
Den amerikanska färgväxlande lövgrodan (Hyla versicolor) tål även den is i vävnaderna

Två amerikanska grodarter, överst skogsgroda (Rana sylvatica eller Lithobates sylvaticus) och nederst färgväxlande lövgroda (Hyla versicolor), som båda är tåliga mot isbildning i vävnaderna. Skogsgrodan är mycket lik vår vanliga groda. Den färgväxlande lövgrodan är, precis som vår lövgroda, anpassad till klättring med långa fingrar och tår försedda med runda häftskivor. From Encyclopedia of Life, courtesy of James Harding (above) under this CC License and Todd Pierson (below) under this CC License.

I Sverige finns fem arter av släktet Rana: vanlig groda (Rana temporaria), åkergroda (Rana arvalis), långbensgroda (Rana dalamatina), ätlig groda (Rana esculenta) och gölgroda (Rana lessonae). Gölgrodan förs numera ofta till släktet Pelophylax och den ätliga grodan har visat sig vara en fertil hybrid mellan gölgrodan och sjögrodan (Rana ridibunda eller Pelophylax ridibunda, som ej finns i Sverige). Vanlig groda och åkergroda finns i nästan hela Sverige, de övriga är sällsynta och förkommer inte söder om Dalälven.

Den vanliga grodan övervintrar i Sverige i vattensamlingar som inte bottenfryser, sällan på land. Den tar då upp syre genom huden. Den har också en minskad ämnesomsättning som bidrar till att göra den tålig mot syrebrist. Syrebrist kan uppkomma när isen lägger sig, i synnerhet i små vattensamlingar. Enligt en studie tål den att frysa till is, men högst 8 timmar och då hade 50 procent av grodorna dött. Enligt en annan studie överlevde cirka 60 procent av grodorna efter ett dygn i frysgrader, men den var mindre väl genomförd. Man kan förmoda att de vanliga grodor som väljer att övervintra på land löper stor risk att dö.

Åkergrodan övervintrar antingen på land eller i vatten. Den finns i samma miljöer som den amerikanska skogsgrodan. I en finsk studie överlevde alla åkergrodor nedfrusna i två dygn vid -2 °C och några få mer än tre dygn vid -4 °C. Åkergrodan tycks vara bättre anpassad till nedfrysning än den vanliga grodan, men sämre anpassad än skogsgrodan. Den tycks inte heller ha samma förmåga att ackumulera skyddande glukos som skogsgrodan. 2011, 2013, 2018.

Anders Lundquist

Till början på sidan



Hur klarar sig kräldjur och groddjur på vintern i Sverige?

Groddjur och kräldjur är växelvarma, vilket innebär att de inte kan värma upp sig med egen kroppsvärme. Deras kroppstemperatur ändras därför med omgivningens temperatur. Under vintern betyder detta att det finns risk att de fryser ihjäl. De får ytterligare ett problem genom att deras kroppsfunktioner fungerar allt sämre med minskande temperatur, bland annat deras muskelsammandragningar. Detta innebär att de inte kan rymma från rovdjur. De överlever dessa problem i Sverige genom att tillbringa vintern på ett ställe som erbjuder skydd både från vinterkylan och från rovdjur. För de flesta gäller det att hitta en hålighet i marken dit kylan inte tränger ner. Ett ordentligt lager snö på marken hjälper till genom att isolera marken från extrem kyla. Vanlig groda (Rana temporaria) övervintrar i Sverige under vatten. I Norrland gör den detta i rinnande vatten som inte fryser. Huggormen (Vipera berus) klarar sig i Norrland genom att hitta tillräckligt djupa hål på sydsluttningar.

För vissa groddjur och kräldjur har man visat att de klarar isbildning i kroppen under vintern, läs om deras frystålighet i föregående svar. 2001, 2012.

Ralph Tramontano

Till början på sidan



En ruda (Carassius carassius)

En ruda (Carassius carassius). Få känner till att den kan överleva vinterns syrebrist genom att producera alkohol. Den kan till och med övervintra nere i bottnen om vattnet är bottenfruset. Dock tål den inte själv att frysa till is. Alkoholen utsöndras snabbt via gälarna. Alkoholhalten i fiskens blod blir cirka 2-3 promille. Vi vet inte hur detta påverkar fiskens hjärna, men den kan naturligtvis inte köra bil. Courtesy of Viridiflavus from Wikimedia Commons under this GNU License.

Jag undrar om det går att säga någonting om var i en svensk insjö fiskarna befinner sig på vintern, då isen ligger? Anpassar de sig på något sätt till ett liv i låg temperatur? Blir de mer stillastående för att spara energi, eller mer rörliga för att inte frysa?

Eftersom fiskarna är växelvarma har de alltid samma kroppstemperatur som det omgivande vattnet, även när de rör på sig. Vissa fiskar acklimatiserar sig till den låga vintertemperaturen och förblir ganska aktiva under vintern. Andra fiskar blir tröga och långsamma i kylan och överlever vintern i ett vilande tillstånd, ibland nära bottnen eller nedgrävda i bottensedimentet.

Kylan gör att fiskarna får en lägre ämnesomsättning under vintern. Därför behöver inte inta så mycket föda. En del fiskar kan klara sig utan föda. Fiskarnas syrgasbehov blir också lägre i det kalla vattnet.

Värt att nämna är att sötvattensfiskar innehåller en högre totalkoncentration av lösta ämnen än sötvatten. De har därmed en lägre fryspunkt (cirka -1 °C) än sötvattnet. De riskerar därför bara att frysa till is om sjön skulle bottenfrysa.

Vattnet kan bli syrefattigt under isen, i synnerhet om den är täckt av snö. Detta beror på att syre inte tillförs från luften genom isen och på att växternas syreproducerande fotosyntes minskar eller upphör. Fiskarnas energiomsättning är dock låg på grund av den låga vattentemperaturen. Därför förbrukar de mindre syre. Men det händer ändå ibland att de dör av syrebrist.

Hos rudor (och kanske andra karpfiskar) finns en intressant anpassning. De kan överleva syrebrist genom att uteslutande andas anaerobt (utan att använda syre) under bildning av mjölksyra, precis som människor gör vid intensivt muskelarbete. Mjölksyran bildar negativa laktatjoner och positiva vätejoner. Mjölksyra, laktatjoner och vätejoner är vattenlösliga och har därför svårt att ta sig i genom cellmembranerna i gälarna. Cellers membraner innehåller nämligen skikt av fettämnen, så kallade fosfolipider. Vattenlösliga ämnen passerar i mycket liten utsträckning genom dessa skikt. Rudorna omvandlar i simmusklerna mjölksyran till vanlig alkohol (etanol). Alkoholmolekylerna är relativt fettlösliga och tar sig lätt ut ur fisken genom gälarna. På så sätt blir rudorna av med mjölksyran och kan klara sig mycket länge i syrgasfri miljö. De drabbas alltså inte, som mänskliga löpare, av mjölksyrans giftiga effekter. Dessutom gör de sig av med alkoholen så snabbt att de inte blir berusade. 2011, 2012.

Anders Lundquist

Till början på sidan

Till "Svar på frågor"


Zoofysiolog, skribent och webbansvarig:
Anders Lundquist, senior universitetslektor emeritus
Adress: Biologiska institutionen, Lunds universitet, Biologihus B, Sölvegatan 35, 223 62 Lund
Telefon: 046-222 93 53
E-post:
Senast uppdaterad: Se årtal efter varje svar.
Webbplatsen använder kakor. Surfar du vidare, godkänner du detta. Läs mer här.

Creative Commons License
Detta verk är licensierat under en Creative Commons Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar 2.5 Sverige Licens.