Insect winter ecology
જંતુ શિયાળુ ઇકોલોજી જંતુઓની શિયાળામાં ટકી રહેવાની વ્યૂહરચનાઓનું વર્ણન કરે છે, જે ઘણી બાબતોમાં સસ્તન પ્રાણીઓ અને પક્ષીઓ જેવા અન્ય ઘણા પ્રાણીઓ કરતાં છોડની વ્યૂહરચનાઓ સાથે વધુ સમાન છે. તે પ્રાણીઓથી વિપરીત, જે આંતરિક રીતે પોતાની ગરમી પેદા કરી શકે છે (એન્ડોથર્મિક), જંતુઓએ તેમની ગરમી (એક્ટોથર્મિક) પ્રદાન કરવા માટે બાહ્ય સ્રોતો પર આધાર રાખવો આવશ્યક છે. આમ, શિયાળાના હવામાનમાં ટકી રહેલા જંતુઓએ ઠંડું સહન કરવું જોઈએ અથવા ઠંડું ટાળવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખવો જોઈએ. દરરોજ નીચા તાપમાનને કારણે ઉત્સેચક કાર્યમાં ઘટાડો અને આખરે ઠંડું પડવાથી શિયાળા દરમિયાન આ સજીવોની આજીવિકાને ખતરો રહે છે. આશ્ચર્યની વાત નથી કે જંતુઓએ શિયાળાના તાપમાનની કઠોરતાને પહોંચી વળવા માટે સંખ્યાબંધ વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવી છે જ્યાં તેઓ અન્યથા ટકી શકતા નથી. શિયાળામાં ટકી રહેવા માટેની બે વ્યાપક વ્યૂહરચનાઓ જંતુઓની અંદર ચયાપચયની રીતે નોંધપાત્ર ગરમી ઉત્પન્ન કરવામાં તેમની અસમર્થતાના ઉકેલ તરીકે વિકસિત થઈ છે. સ્થળાંતર એ જોખમ ઊભું કરતા તાપમાનનું સંપૂર્ણ નિવારણ છે. સ્થળાંતરનો વિકલ્પ તેના સામાન્ય નિવાસસ્થાનમાં હાજર ઠંડા તાપમાનનું હવામાન છે. જંતુ શીત સહિષ્ણુતાને સામાન્ય રીતે બે વ્યૂહરચનાઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, ફ્રીઝ અવોઇડન્સ અને ફ્રીઝ ટોલરન્સ. સ્થળાંતર જંતુઓનું સ્થળાંતર પક્ષીઓના સ્થળાંતરથી અલગ છે. પક્ષી સ્થળાંતર એ દરેક વ્યક્તિની દ્વિ-માર્ગી, રાઉન્ડ ટ્રીપ હિલચાલ છે, જ્યારે સામાન્ય રીતે જંતુઓ સાથે આવું થતું નથી. જંતુઓના (સામાન્ય રીતે) ટૂંકા જીવનકાળના પરિણામે, પુખ્ત જંતુઓ કે જેમણે સફરનો એક પગ પૂર્ણ કર્યો હોય તેમને પરત ફરતી સફર પર આગામી પેઢીના સભ્ય દ્વારા બદલી શકાય છે. પરિણામે, અપૃષ્ઠવંશી જીવવિજ્ઞાનીઓ સજીવોના આ જૂથ માટે સ્થળાંતરને ત્રણ ભાગોમાં પુનઃવ્યાખ્યાયિત કરે છેઃ જન્મ વિસ્તારથી દૂર એક સતત, સીધી-રેખા હિલચાલ વિશિષ્ટ પૂર્વ અને પછીની હિલચાલ વર્તણૂકો ચળવળ સાથે સંકળાયેલ શરીરની અંદર ઊર્જાની પુનઃ ફાળવણી આ વ્યાખ્યા સામૂહિક જંતુઓની હિલચાલને સ્થળાંતર તરીકે ગણવામાં આવે છે. કદાચ સૌથી વધુ જાણીતું જંતુ સ્થળાંતર મોનાર્ક બટરફ્લાયનું છે. ઉત્તર અમેરિકામાં રાજા દર વર્ષે લગભગ ઓગસ્ટથી ઓક્ટોબર સુધી ઉત્તરમાં કેનેડાથી દક્ષિણમાં મેક્સિકો અને દક્ષિણ કેલિફોર્નિયામાં સ્થળાંતર કરે છે. રોકી પર્વતમાળાની પૂર્વની વસ્તી મેક્સિકોના મિચોઆકનમાં વધુ પડતી શિયાળે છે અને મધ્ય દરિયાકાંઠાના કેલિફોર્નિયાના વિવિધ સ્થળોમાં પશ્ચિમી વસ્તી વધુ પડતી શિયાળે છે, ખાસ કરીને પેસિફિક ગ્રોવ અને સાન્ટા ક્રૂઝમાં. રાઉન્ડ ટ્રીપની મુસાફરી સામાન્ય રીતે લગભગ 3,600 કિમી લાંબી હોય છે. રાજાઓ માટે રેકોર્ડ પરની સૌથી લાંબી વન-વે ફ્લાઇટ ઓન્ટારિયો, કેનેડાથી સાન લુઇસ પોટોસી, મેક્સિકો સુધી 3,009 કિમી છે. તેઓ સ્થળાંતર દરમિયાન પોતાને દિશા આપવા માટે સૂર્યપ્રકાશ અને ચુંબકીય સંકેતની દિશાનો ઉપયોગ કરે છે. રાજાને આટલી લાંબી ઉડાન ભરવા માટે નોંધપાત્ર ઊર્જાની જરૂર પડે છે, જે ચરબી ભંડાર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. જ્યારે તેઓ તેમના વધુ પડતા શિયાળાના સ્થળો પર પહોંચે છે, ત્યારે તેઓ નીચા ચયાપચય દરનો સમયગાળો શરૂ કરે છે. શિયાળાની જગ્યાએ મેળવેલા ફૂલોમાંથી મળતું અમૃત ઉત્તર તરફના સ્થળાંતર માટે ઊર્જા પૂરી પાડે છે. તેમના ઉર્જાના ઉપયોગને મર્યાદિત કરવા માટે, રાજાઓ યોગ્ય તાપમાન જાળવવા માટે મોટા સમૂહમાં ભેગા થાય છે. આ વ્યૂહરચના, નાના સસ્તન પ્રાણીઓમાં ભેગા થવાની જેમ, તમામ સજીવોમાંથી શરીરની ગરમીનો ઉપયોગ કરે છે અને ગરમીના નુકસાનને ઘટાડે છે. અન્ય સામાન્ય શિયાળુ સ્થળાંતર કરનાર જંતુ, જે ઉત્તર અમેરિકા, દક્ષિણ અમેરિકા અને કેરેબિયનના મોટાભાગના વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે, તે ગ્રીન ડાર્નર છે. આ ડ્રેગનફ્લાય પ્રજાતિઓમાં સ્થળાંતરની રીતોનો રાજાઓની સરખામણીમાં ઘણો ઓછો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ગ્રીન ડાર્નર સપ્ટેમ્બરમાં તેમની ઉત્તરીય શ્રેણીઓ છોડી દે છે અને દક્ષિણમાં સ્થળાંતર કરે છે. અભ્યાસોએ દક્ષિણ ફ્લોરિડામાં ગ્રીન ડાર્નરના મોસમી પ્રવાહની નોંધ લીધી છે, જે સ્થળાંતર વર્તન સૂચવે છે. ગ્રીન ડાર્નર પર નજર રાખવા માટે બહુ ઓછું કરવામાં આવ્યું છે, અને સ્થળાંતરના કારણો સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયા નથી કારણ કે ત્યાં નિવાસી અને સ્થળાંતર બંને વસ્તી છે. આ પ્રજાતિમાં દક્ષિણ તરફ સ્થળાંતર માટે સામાન્ય સંકેત શિયાળાની શરૂઆત છે. શીત સહિષ્ણુતા જંતુઓ કે જે ઠંડા તાપમાનની શરૂઆત સાથે પ્રદેશોમાંથી સ્થળાંતર કરતા નથી, તેમણે અંતઃકોશિક અને બાહ્યકોશિક શરીર પ્રવાહીના ઘાતક ઠંડકને સહન કરવા અથવા ટાળવા માટે વ્યૂહરચનાઓ ઘડી કાઢવી જોઈએ. સબફ્રીઝિંગ તાપમાનમાં ટકી રહેલા જંતુઓને સામાન્ય રીતે ફ્રીઝ-અવોઇડન્ટ અથવા ફ્રીઝ-સહિષ્ણુ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. જંતુઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવેલી સામાન્ય વ્યૂહરચના ઉત્તર ગોળાર્ધ અને દક્ષિણ ગોળાર્ધ વચ્ચે અલગ પડે છે. ઉત્તરીય ગોળાર્ધના સમશીતોષ્ણ પ્રદેશોમાં જ્યાં મોસમી ધોરણે ઠંડા તાપમાનની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે અને સામાન્ય રીતે લાંબા સમય સુધી હોય છે, ત્યાં મુખ્ય વ્યૂહરચના ફ્રીઝ અવોઇડન્સ છે. દક્ષિણ ગોળાર્ધના સમશીતોષ્ણ પ્રદેશોમાં, જ્યાં મોસમી ઠંડું તાપમાન આત્યંતિક અથવા લાંબા સમય સુધી ટકતું નથી, ત્યાં સ્થિર સહનશીલતા વધુ સામાન્ય છે. જો કે, આર્કટિકમાં, જ્યાં ઠંડું મોસમી રીતે થાય છે, અને વિસ્તૃત સમયગાળા (> 9 મહિના) માટે, ઠંડું સહનશીલતા પણ પ્રબળ છે. આંતરકોષીય બરફની રચનાના જોખમો સામાન્ય રીતે બરફના સ્ફટિકોના વિસ્તરણ સાથે શારીરિક તાણને કારણે સ્થિર-સહિષ્ણુ પ્રજાતિઓમાં પણ કોષના મૃત્યુનું કારણ બને છે. બાહ્યકોષીય જગ્યાઓમાં બરફની રચના બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં દ્રાવકોની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે, જેના પરિણામે અંતઃકોશિક જગ્યાઓમાંથી બાહ્યકોષીય જગ્યાઓ તરફ પાણીનો ઓસ્મોટિક પ્રવાહ થાય છે. દ્રાવણની સાંદ્રતા અને નિર્જલીકરણમાં ફેરફારો એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિમાં ફેરફારનું કારણ બની શકે છે અને પ્રોટીનના વિકૃતિકરણ તરફ દોરી શકે છે. જો તાપમાનમાં ઘટાડો ચાલુ રહેશે, તો કોષોમાંથી બહાર કાઢવામાં આવેલું પાણી પણ થીજી જશે, જેના કારણે કોષ વધુ સંકોચાય છે. અતિશય કોષ સંકોચન જોખમી છે કારણ કે કોષની બહાર બરફ રચાય છે, કોષો દ્વારા ધારણ કરી શકાય તેવા સંભવિત આકારો વધુને વધુ મર્યાદિત હોય છે, જે નુકસાનકારક વિરૂપતાનું કારણ બને છે. છેવટે, જહાજો અને અન્ય જગ્યાઓમાં બરફનું વિસ્તરણ માળખા અને પેશીઓને ભૌતિક નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. ફ્રીઝ અવોઇડન્સ ફ્રીઝ-અવોઇડન્ટ જંતુઓ આંતરિક બરફની રચનાને સહન કરી શકતા નથી, તેથી તેઓ તેમના શરીરના પ્રવાહી જે તાપમાને સ્થિર થાય છે તેના પર દબાણ કરીને ઠંડું કરવાનું ટાળે છે. આ સુપરકોલિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે, તે પ્રક્રિયા જેના દ્વારા પ્રવાહી ઘનમાં તબક્કાને બદલ્યા વિના તેના ઠંડક બિંદુથી નીચે ઠંડુ થાય છે. પાણીને સ્થિર કરવા માટે, એક ન્યુક્લિયસ હાજર હોવું જોઈએ જેના પર બરફનો સ્ફટિક વધવા લાગે. નીચા તાપમાને, ધીમી ગતિએ ચાલતા પાણીના અણુઓના સમૂહમાંથી કેન્દ્રક સ્વયંભૂ ઉદ્ભવી શકે છે. વૈકલ્પિક રીતે, જે પદાર્થો પાણીના અણુઓના એકત્રીકરણને સરળ બનાવે છે તે સંભાવના વધારી શકે છે કે તેઓ બરફની રચના માટે જરૂરી નિર્ણાયક કદ સુધી પહોંચશે. જો ન્યુક્લિએશનનો કોઈ સ્રોત દાખલ કરવામાં ન આવે, તો પાણી ઠંડું કર્યા વિના −48 °C સુધી ઠંડુ થઈ શકે છે. તેથી, જ્યારે કોઈ જંતુ તેના શરીરના પ્રવાહીને સુપરકુલ્ડ સ્થિતિમાં જાળવી રાખે છે, ત્યારે ત્યાં જોખમ રહેલું છે કે સ્વયંસ્ફુરિત બરફનું ન્યુક્લિએશન થશે. જે તાપમાન પર જંતુ સ્વયંભૂ થીજી જાય છે તેને સુપરકોલિંગ પોઇન્ટ (એસ. સી. પી.) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફ્રીઝ-અવાહક જંતુઓ માટે, એસ. સી. પી. ને જીવતંત્રના નીચલા ઘાતક તાપમાન (એલ. એલ. ટી.) ની સમકક્ષ માનવામાં આવે છે. ઠંડું કરવાની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે આંતરડા, પેશીઓ અથવા હેમોલિમ્ફમાં બાહ્યકોષીય રીતે શરૂ કરવામાં આવે છે. નીચા તાપમાનમાં સુપરકોલ કરવા માટે, ફ્રીઝ-અવોઇડન્ટ જંતુઓ આ સજીવોના આંતરડા અથવા ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ખંડમાં જોવા મળતા ખોરાકના કણો, ધૂળના કણો અને બેક્ટેરિયા જેવા બરફ-ન્યુક્લિયેટિંગ એજન્ટો (આઈ. એન. એ.) ને દૂર કરશે અથવા નિષ્ક્રિય કરશે. આંતરડામાંથી બરફ-ન્યુક્લિયેટિંગ સામગ્રીને દૂર કરવી એ ખોરાક આપવાનું બંધ કરીને, આંતરડાને સાફ કરીને અને હેમોલિમ્ફમાંથી લિપોપ્રોટીન આઇસ ન્યુક્લિયેટર્સ (એલ. પી. આઈ. એન.) ને દૂર કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. બરફ સાથે બાહ્ય સંપર્ક (ઇનોક્યુલેટિવ ફ્રીઝિંગ) દ્વારા પણ ફ્રીઝિંગ શરૂ કરી શકાય છે. આમ, કેટલાક જંતુઓ શુષ્ક નિષ્ક્રીયતા સ્થળ પસંદ કરીને ઠંડું થવાનું ટાળે છે જેમાં બાહ્ય સ્રોતમાંથી કોઈ બરફનું ન્યુક્લિએશન થઈ શકતું નથી. જંતુઓમાં મીણ-કોટેડ ક્યુટિકલ જેવા ભૌતિક અવરોધ પણ હોઈ શકે છે જે ક્યુટિકલમાં બાહ્ય બરફ સામે રક્ષણ પૂરું પાડે છે. વિકાસનો તબક્કો કે જેના પર જંતુ અતિશય શિયાળો વિતાવે છે તે પ્રજાતિઓમાં બદલાય છે, પરંતુ જીવન ચક્રના કોઈપણ તબક્કે (એટલે કે, ઇંડા, પ્યુપા, લાર્વા અને પુખ્ત) થઇ શકે છે. કોલેમ્બોલાની કેટલીક પ્રજાતિઓ મોલ્ટિંગ દરમિયાન મધ્ય-આંતરડાના વહેવાથી ભારે ઠંડી સહન કરે છે. શિયાળા માટે શારીરિક તૈયારીઓ ઉપરાંત, ઘણા જંતુઓ તેમના બાયોકેમિસ્ટ્રી અને ચયાપચયમાં પણ ફેરફાર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક જંતુઓ પોલિયોલ્સ અને શર્કરા જેવા ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સનું સંશ્લેષણ કરે છે, જે આખા શરીરના એસ. સી. પી. ને ઘટાડે છે. સોરબિટોલ, મેનિટોલ અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ જેવા પોલિયોલ્સ પણ મળી શકે છે, તેમ છતાં ગ્લિસરોલ અત્યાર સુધીમાં સૌથી સામાન્ય ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ છે અને તે શરીરના કુલ જથ્થાના ~20% ની સમકક્ષ હોઈ શકે છે. ગ્લિસરોલ સમગ્ર માથા, છાતી અને જંતુઓના પેટમાં સમાનરૂપે વહેંચાયેલું હોય છે, અને તે અંતઃકોશિક અને બાહ્યકોશિક ખંડમાં સમાન સાંદ્રતામાં હોય છે. સુપરકોલિંગ બિંદુ પર ગ્લિસરોલની ડિપ્રેસિવ અસર નીચા તાપમાને ગ્લિસરોલ દ્રાવણની ઊંચી સ્નિગ્ધતાને કારણે હોવાનું માનવામાં આવે છે. આ આઈ. એન. એ. પ્રવૃત્તિને અવરોધે છે અને એસ. સી. પી. પર્યાવરણીય તાપમાનથી ઘણું નીચે જશે. ઠંડા તાપમાને (0 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચે), ગ્લાયકોજનનું ઉત્પાદન અટકાવવામાં આવે છે, અને ગ્લાયકોજનનું ગ્લિસરોલમાં ભંગાણ વધે છે, પરિણામે ફ્રીઝ-અવાહક જંતુઓમાં ગ્લિસરોલનું સ્તર ફ્રીઝ સહિષ્ણુ જંતુઓ કરતાં પાંચ ગણું વધારે સ્તર સુધી પહોંચે છે, જેને ઠંડા તાપમાનના વિસ્તૃત સમયગાળાનો સામનો કરવાની જરૂર નથી. જો કે તમામ ફ્રીઝ-અવાહક જંતુઓ પોલિયોલ્સ ઉત્પન્ન કરતા નથી, તેમ છતાં તમામ હાઇબરનેટિંગ જંતુઓ થર્મલ હિસ્ટ્રેસીસ પરિબળો (ટી. એચ. એફ.) ઉત્પન્ન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ભોજન કૃમિ ભમરો ટેનેબ્રિયો મોલિટોરના હેમોલિમ્ફમાં આવા પ્રોટીનનો પરિવાર હોય છે. મોસમી ફોટોપેરિયોડિક ટાઇમિંગ મિકેનિઝમ એન્ટીફ્રીઝ પ્રોટીનના સ્તરને વધારવા માટે જવાબદાર છે, જેની સાંદ્રતા શિયાળામાં સૌથી વધુ હોય છે. પાયરોક્રોઇડ ભમરોમાં, ડેન્ડ્રોઇડ્સ કેનાડેન્સિસ, 8 કલાકના પ્રકાશ અને 16 કલાકના અંધારાનો ટૂંકો ફોટોપેરિયોડ, ટી. એચ. એફ. ના ઉચ્ચતમ સ્તરમાં પરિણમે છે, જે શિયાળા સાથે સંકળાયેલા દિવસના કલાકોના ઘટાડાને અનુરૂપ છે. આ એન્ટિફ્રીઝ પ્રોટીન બરફના સ્ફટિકોની સપાટીની રચનાઓ સાથે સીધા જ જોડાઈને એસ. સી. પી. ને સ્થિર કરે છે, સ્ફટિકના કદ અને વૃદ્ધિને ઘટાડે છે. તેથી, ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ સાથે જોવામાં આવે છે તેમ શારીરિક પ્રવાહીના બાયોકેમિસ્ટ્રીને બદલવાની કાર્યવાહી કરવાને બદલે, ટી. એચ. એફ. તેમની વૃદ્ધિને રોકવા અને ઘાતક ઠંડું થવાની સંભાવનાને ઘટાડવા માટે વિકાસશીલ સ્ફટિકોમાં શોષણ કરીને બરફના સ્ફટિકો સાથે સીધા જ કાર્ય કરે છે. જંતુઓમાં ફ્રીઝ ટોલરન્સ એ કેટલીક પ્રજાતિઓની તેમની પેશીઓમાં બરફની રચનામાં ટકી રહેવાની ક્ષમતાનો ઉલ્લેખ કરે છે. ફ્રીઝ-ટોલરન્સ વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવેલા જંતુઓ ક્યાં, ક્યારે અને કેટલી હદે બરફ રચાય છે તે નિયંત્રિત કરીને પેશીઓના નુકસાનને ટાળવાનું સંચાલન કરે છે. સુપરકુલિંગ દ્વારા ઠંડીની સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવતા જંતુઓને ટાળીને ફ્રીઝ કરવાથી વિપરીત, ફ્રીઝ-સહિષ્ણુ જંતુઓ સુપરકુલિંગને મર્યાદિત કરે છે અને પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાને તેમના શરીરના પ્રવાહીને ફ્રીઝ કરવાનું શરૂ કરે છે. કેટલાક જંતુઓ ઇનોક્યુલેટિવ ફ્રીઝિંગ દ્વારા આ પરિપૂર્ણ કરે છે, જ્યારે અન્ય બરફની રચનાના દરને નિયંત્રિત કરવા માટે ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. ઊંચા તાપમાને ઠંડું પડવું ફાયદાકારક છે કારણ કે બરફની રચનાનો દર ધીમો હોય છે, જે જંતુના સમયને બરફની રચનાના પરિણામે આંતરિક ફેરફારોને સમાયોજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. મોટાભાગની સ્થિર-સહિષ્ણુ પ્રજાતિઓ બાહ્યકોષીય જગ્યાઓ સુધી બરફની રચનાને પ્રતિબંધિત કરે છે, કારણ કે અંતઃકોશિકીય બરફની રચના સામાન્ય રીતે ઘાતક હોય છે. જોકે, કેટલીક પ્રજાતિઓ અંતઃકોશિક ઠંડક સહન કરવામાં સક્ષમ છે. આ સૌપ્રથમ ગોલ્ડનરોડ પિત્ત ફ્લાય યુરોસ્ટા સોલિડાગિનિસના ચરબીવાળા શરીરના કોષોમાં શોધાયું હતું. ચરબીનું શરીર એક જંતુ પેશી છે જે લિપિડ, પ્રોટીન અને કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચય (સસ્તન યકૃત જેવું) માટે મહત્વપૂર્ણ છે. જો કે તે ચોક્કસ નથી કે શા માટે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ફ્રીઝિંગ કેટલાક જંતુઓમાં ચરબી શરીરની પેશીઓ સુધી મર્યાદિત છે, ત્યાં પુરાવા છે કે તે ચરબી શરીરની કોશિકાઓમાં પાણીની ઓછી સામગ્રીને કારણે હોઈ શકે છે. જંતુઓમાં ફ્રીઝ-અવોઇડન્સ વ્યૂહરચનાઓ પ્રબળ હોવા છતાં, આ જૂથમાં (લેપિડોપ્ટેરા, બ્લેટોડિયા, ડિપ્ટેરા, ઓર્થોપ્ટેરા, કોલિયોપ્ટેરા અને હાઇમેનોપ્ટેરામાં) ફ્રીઝ સહિષ્ણુતા ઓછામાં ઓછી છ વખત વિકસિત થઈ છે. સ્થિર સહિષ્ણુ જંતુઓના ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઊની રીંછ, પાયરહાર્ક્ટિયા ઇસાબેલા; ઉડાન વિનાનું મધ્યભાગ, બેલ્જીકા એન્ટાર્કટિકા; આલ્પાઇન વૃક્ષ વેટા, હેમિડેના માઓરી; અને આલ્પાઇન વંદો, સેલાટોબ્લાટા ક્વિન્ક્વેમાકુલાટા. ઉત્તરીય ગોળાર્ધના જંતુઓ (અભ્યાસ કરાયેલ 29 ટકા પ્રજાતિઓમાં નોંધાયેલ) કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધના જંતુઓમાં (અભ્યાસ કરાયેલ 85 ટકા પ્રજાતિઓમાં નોંધાયેલ) ફ્રીઝ સહિષ્ણુતા વધુ પ્રચલિત છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે આ દક્ષિણ ગોળાર્ધની વધુ આબોહવાની પરિવર્તનશીલતાને કારણે હોઈ શકે છે, જ્યાં જંતુઓ અચાનક આવતી ઠંડીમાં ટકી રહેવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ, તેમ છતાં તે અણધાર્યા ગરમ હવામાનનો પણ લાભ લે છે. આ ઉત્તરીય ગોળાર્ધથી વિપરીત છે, જ્યાં આગાહી કરી શકાય તેવું હવામાન વ્યાપક મોસમી ઠંડીની સખ્તાઇ પછી વધુ શિયાળા માટે વધુ ફાયદાકારક બનાવે છે. બરફના ન્યુક્લિએટર્સ ફ્રીઝ-સહિષ્ણુ જંતુઓ બરફના ન્યુક્લિએટિંગ પ્રોટીનનું ઉત્પાદન કરવા માટે જાણીતા છે. બરફના ન્યુક્લિયેટિંગ પ્રોટીનનું નિયંત્રિત ઉત્પાદન જંતુઓને તેમના શરીરમાં બરફના સ્ફટિકોની રચનાને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. જંતુના શરીરનું તાપમાન જેટલું ઓછું હશે, તેટલી જ શક્યતા છે કે બરફ સ્વયંભૂ બનવાનું શરૂ કરશે. ફ્રીઝ-સહિષ્ણુ પ્રાણીઓ પણ અચાનક, સંપૂર્ણ ફ્રીઝને સહન કરી શકતા નથી; મોટાભાગના ફ્રીઝ-સહિષ્ણુ જંતુઓ માટે તે મહત્વપૂર્ણ છે કે તેઓ સુપરકુલિંગને ટાળે અને પ્રમાણમાં ગરમ તાપમાને બરફની રચના શરૂ કરે. આ જંતુને બરફની વૃદ્ધિના દરને મધ્યમ કરવાની મંજૂરી આપે છે, બરફની રચના દ્વારા લાદવામાં આવેલા યાંત્રિક અને પરાસરણ દબાણને વધુ ધીમેથી સમાયોજિત કરે છે. ન્યુક્લિયેટિંગ પ્રોટીન જંતુ દ્વારા અથવા જંતુના પેશીઓ સાથે સંકળાયેલા સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ઉત્પન્ન થઈ શકે છે. આ સુક્ષ્મસજીવો તેમની કોષ દિવાલોમાં પ્રોટીન ધરાવે છે જે બરફના વિકાસ માટે કેન્દ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે. તાપમાન કે જે ચોક્કસ બરફના ન્યુક્લિએટરને ઠંડું પાડવાનું શરૂ કરે છે તે અણુથી અણુમાં બદલાય છે. જો કે જીવતંત્રમાં સંખ્યાબંધ વિવિધ બરફના ન્યુક્લિએટિંગ પ્રોટીન હોઈ શકે છે, માત્ર તે જ જે ઉચ્ચતમ તાપમાન પર ઠંડું થવાનું શરૂ કરે છે તે બરફના ન્યુક્લિએશન ઘટનાને ઉત્પ્રેરિત કરશે. એકવાર ઠંડું પડવાની શરૂઆત થઈ જાય પછી, બરફ જંતુના આખા શરીરમાં ફેલાઈ જશે. ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં બરફની રચના કોષોમાંથી પાણીની એકંદર હિલચાલનું કારણ બને છે, જે ઓસ્મોસિસ તરીકે ઓળખાતી ઘટના છે. કારણ કે વધુ પડતું નિર્જલીકરણ કોષો માટે જોખમી હોઈ શકે છે, ઘણા જંતુઓ ગ્લિસરોલ જેવા દ્રાવકોની ઉચ્ચ સાંદ્રતા ધરાવે છે. ગ્લિસરોલ પ્રમાણમાં ધ્રુવીય પરમાણુ છે અને તેથી પાણીના અણુઓને આકર્ષે છે, ઓસ્મોટિક સંતુલનને સ્થાનાંતરિત કરે છે અને કોષોની અંદર થોડું પાણી ધરાવે છે. પરિણામે, ગ્લિસરોલ જેવા ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ કોષોની બહાર રચાતા બરફની માત્રામાં ઘટાડો કરે છે અને કોષીય નિર્જલીકરણ ઘટાડે છે. જંતુ ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ એ પ્રજાતિઓ માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે જે ઠંડું કરવાનું ટાળે છે; ઉપરનું વર્ણન જુઓ. શીતનિદ્રા જંતુઓના સ્થાનો શિયાળામાં સારી રીતે છુપાયેલા હોય છે, પરંતુ એવા ઘણા સ્થળો છે જ્યાં તેઓ વિશ્વસનીય રીતે મળી શકે છે. લેડીબગ્સ ગરમી વહેંચવા અને શિયાળાના તાપમાન સામે પોતાને બચાવવા માટે સ્ટમ્પ પર અને ખડકોની નીચે એક બીજાની ઉપર એક કરીને કોમી નિષ્ક્રીયતાનો અભ્યાસ કરે છે. માદા લાંબા શિંગડાવાળી તિત્તીધોડા (પરિવાર ટેટીગોનીડે), શિયાળા દરમિયાન તેના ઇંડાને સુરક્ષિત રાખવાના પ્રયાસમાં, જમીનમાં સુરંગ બનાવે છે અને તેના ઇંડાને શક્ય તેટલી ઊંડાણમાં જમીનમાં જમા કરે છે. વિવિધ પતંગિયાઓ અને શલભ સહિત અન્ય ઘણા જંતુઓ પણ ઇંડાના તબક્કામાં જમીનમાં વધુ શિયાળો વિતાવે છે. કેટલાક પુખ્ત ભૃંગ શિયાળા દરમિયાન ભૂગર્ભમાં હાઇબરનેટ થાય છે; ઘણા શિયાળામાં પ્યુપા તરીકે જમીનમાં ઉડે છે. પશ્ચિમી મેલેરિયા મચ્છર પુખ્ત વયના લોકો કરતા વધારે શિયાળો વિતાવે છે, જે સમગ્ર શિયાળા દરમિયાન બહુવિધ માનવ માળખાઓ વચ્ચે મુસાફરી કરે છે. નિષ્ક્રીયતાની અન્ય પદ્ધતિઓમાં છાલના નિવાસનો સમાવેશ થાય છે, જ્યાં સૂર્ય દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમી માટે જંતુઓ વૃક્ષની દક્ષિણ બાજુ તરફ વધુ માળો બનાવે છે. કોકૂન, ગલ અને પરોપજીવીપણું પણ નિષ્ક્રીયતાની સામાન્ય પદ્ધતિઓ છે. જળચર જંતુઓ જંતુઓ કે જે પાણીની નીચે રહે છે તે સ્થલીય જંતુઓ કરતા ઠંડું સાથે વ્યવહાર કરવા માટે અલગ વ્યૂહરચના ધરાવે છે. જંતુઓની ઘણી પ્રજાતિઓ શિયાળામાં જમીન પર પુખ્ત વયના લોકો તરીકે નહીં, પરંતુ પાણીની સપાટીની નીચે લાર્વા તરીકે ટકી રહે છે. પાણી હેઠળ ઘણા બેન્થિક અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓ કેટલાક સબફ્રીઝિંગ તાપમાનનો અનુભવ કરશે, ખાસ કરીને નાના પ્રવાહોમાં. જળચર જંતુઓએ તેમના પાર્થિવ પ્રતિરૂપોની જેમ સ્થિર સહનશીલતા વિકસાવી છે. જો કે, ફ્રીઝ અવોઇડન્સ એ જળચર જંતુઓ માટે કોઈ વિકલ્પ નથી કારણ કે તેમની આસપાસના વિસ્તારમાં બરફની હાજરી તેમના પેશીઓમાં બરફના ન્યુક્લિએશનનું કારણ બની શકે છે. જળચર જંતુઓ સામાન્ય રીતે −3o થી −7°C ની આસપાસ સુપરકોલિંગ બિંદુઓ ધરાવે છે. ફ્રીઝ ટોલરન્સનો ઉપયોગ કરવા ઉપરાંત, ઘણા જળચર જંતુઓ જળાશયમાં વધુ ઊંડાણમાં સ્થળાંતર કરે છે જ્યાં તાપમાન સપાટી કરતા વધારે હોય છે. સ્ટોનફ્લાય, મેફ્લાય, કેડિસ્ફ્લાય અને ડ્રેગનફ્લાય જેવા જંતુઓ શિયાળામાં સામાન્ય જળચર જંતુઓ છે. ડાન્સ ફ્લાય લાર્વામાં −22 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર જળચર જંતુ માટે સૌથી ઓછું નોંધાયેલ સુપરકુલિંગ પોઇન્ટ હોય છે. આ પણ જુઓ ક્રાયોબાયોલોજી ઓવરવિન્ટર સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ શિયાળુ ઇકોલોજી શિયાળુ શિયાળુ ઘટના