Hier in Florida vergeet ik soms de ijzige omstandigheden die noordelijke vogels (en mensen) moeten doorstaan ​​en ik heb me afgevraagd, waarom bevriezen de poten van eenden niet? Maar als ik denk aan mijn opvoeding in de Niagara Falls, is een van de meest opmerkelijke aanpassingen die ik me kan herinneren de canvasbacks, zaagbekken, goldeneyes en andere duikende eenden die in en op de ijskoude Niagara-rivier leven. De bijna 20 soorten meeuwen die in de winter vanuit Groenland en Siberië naar de Niagara-regio trekken, zijn ook verbazingwekkend. Stel je voor hoe moeilijk die omstandigheden voor hen zijn om de gemiddelde hoge temperatuur in januari van 32,2 graden F in Niagara Falls te bevorderen. Naast deze vogels zijn ook onze tamme ganzen en eenden goed uitgerust om de vriestemperaturen het hoofd te bieden.

Watervogels, waaronder pinguïns en flamingo's, hebben tegenstroomsystemen voor warmtewisseling in hun poten. Hierdoor kunnen ze die voeten ondergedompeld houden in ijskoud water of urenlang op ijs staan ​​zonder de gevolgen van bevriezing. Naast koud water zijn flamingo's aangepast om in bijna kokend water te staan ​​of te drinken.

Dus waarom bevriezen de poten van eenden niet? Net als wij zijn alle vogels homeothermen, ook wel warmbloedig genoemd. Hun lichaamstemperatuur blijft hetzelfde, ongeacht het weer. Wanneer de vogels in ijskoude omstandigheden staan, gaat het warme bloed van het lichaam naar de poten van het dier. Deze reist langs aderen die het koude bloed van de voeten terug naar het warme lichaam brengen. Omdat de slagaders en aders dicht bij elkaar liggen, koelt het hete bloed af en het koude bloed verwarmt. Omdat het koude bloed opwarmt, verlaagt het de lichaamstemperatuur niet zo sterk als bijvoorbeeld bij een kip of bij ons. Het warme bloed is koeler wanneer het de voeteneinden bereikt in vergelijking met de lichaamstemperatuur.

"Er is veel over het tegenstroomuitwisselingssysteem dat we niet weten, vooral als het gaat om interspecifieke verschillen", zegt Dr. Julia Ryeland. Dr. Ryeland is een professor aan de Western Sydney University in het Center for Integrative Ecology. “Er is echter goed bewijs dat morfologie een grote rol speelt in het vermogen van verschillende soorten om extreme hitte en extreme kou te weerstaan. Ons werk is gebaseerd op de regel van Allen, een uitbreiding van de theorie van Bergman. Samen suggereren deze dat dieren evolueren om extreme verkoudheden het hoofd te bieden door groot van formaat te zijn met kleinere aanhangsels (en vice versa voor extreme hitte), wat is getest en bevestigd voor een aantal taxa.

"Er zijn uiteraard een aantal verschillende factoren die dit ook kunnen beïnvloeden, waaronder andere mechanismen om met extreme temperaturen om te gaan, bijvoorbeeld migratie", zegt Dr. Ryeland. "We hebben aangetoond dat vogels de impact van warmteverlies of -winst kunnen verminderen door houdingsaanpassingen aan te brengen, maar dit is waarschijnlijk slechts tot op zekere hoogte effectief, en als zodanig krijg je evolutionaire druk voor verschillende morfologieën onder verschillende klimaten."

Omdat warmte-uitwisseling plaatsvindt wanneer er een verschil is tussen objecten, hoe groter het temperatuurverschil, hoe sneller de uitwisseling plaatsvindt. Als er geen groot verschil is, is de warmtewisseling traag.

Vasoconstrictie is wanneer de bloedvaten zijn beperkt. Hierdoor kan zuurstofrijk bloed toch naar de vleugels en voeten gaan zonder veel warmte te verliezen. Bij dieren waar bevriezing optreedt, is deze beperking zo extreem dat de vloeistof in het weefsel bevriest tot ijskristallen. Hierdoor kan de bloedstroom vanuit de extremiteiten worden omgeleid en zich concentreren op de vitale organen.

Naast warmte-uitwisseling in tegenstroom, hebben vogels verschillende andere aanpassingen om hen door de kou te helpen. Hun gladde klier helpt hun veren waterdicht te maken. Op één voet staan ​​vermindert de warmte-uitwisseling van hun warme lichaam naar de koude omgeving, dus het is energiezuiniger. De schilferige huid beperkt ook het warmteverlies. Terwijl sommige vogels hun voet in het warme verenkleed steken, hurken anderen neer om beide voeten te bedekken. Sommige vogels eten meer in de herfst om vetlagen op te bouwen. De vogels zullen ook hun veren wakker maken, die als isolatie dienen, of ze kunnen bij elkaar kruipen. Door deze aanpassingen vindt slechts 5% van het warmteverlies plaats via hun voeten en de rest via hun gevederde lichaam! Nu weet jij ook het antwoord op de vraag waarom eendenpoten niet bevriezen?