Så håller sig fåglar varma när det är kallt

Övergången från sommar till vinter är en enastående prövning för fåglar eftersom årstidsförändringen innebär minskad tillgång till föda, låga temperaturer, korta dagar och snöfall. I de nordligaste delarna av Sverige kan lufttemperaturen variera med 50–60 grader under året, samtidigt som dygnslängden skiftar från konstant mörker på vintern till konstant ljus på sommaren. I Kiruna, som ligger omkring 150 kilometer norr om polcirkeln, nådde temperaturen under 2018 sin lägsta notering på -30,7 grader i februari och sin topp på +30,0 grader i juli.

Även om sådana årsvisa skillnader i ljus och temperatur kan verka ganska extrema behöver man inte resa särskilt långt norrut i Sverige för att hitta vinterdagar så korta som 5–6 timmar och temperaturer som är åtminstone 40 grader lägre än på sommaren.

Att överleva vintern kräver ett högt energiintag för att hålla sig varm och samtidigt ett noga uträknat hushållande med resurserna, så att det finns nog för att räcka hela natten. Problemet är att behovet av mat för att tanka kroppen är som allra störst under den del av året när födan är som allra svårast att hitta. Fåglar är dessutom varma figurer. Till och med på vintern har de en kroppstemperatur på mellan 41 och 43 grader. De flesta däggdjur, inklusive människor, har en kroppstemperatur på 35 till 38 grader. Självklart är det mycket lättare att hålla en hög kroppstemperatur på sommaren när det är varmt ute. Så, vad är det då fåglar gör för att kunna hålla sig varma under den kalla, mörka vintern?

Många nordeuropeiska fåglar löser vinterns pussel genom att flytta söderut – ett lika mödosamt som imponerande företag – men icke desto mindre nog den enda möjligheten för de arter som är beroende av insekter eller andra födokällor vars tillgänglighet varierar under året. En del däggdjur på höga breddgrader hanterar vinterns matbrist genom att gå i dvala där de kan klara sig på så lite som 1 procent av sin normala energiförbrukning. Såvitt man vet går fåglar inte i dvala, möjligen med undantag för den nordamerikanska dvalnattskärran Phalaenoptilus nuttallii. Sveriges stannfåglar möter i stället vinterns alla utmaningar med en rad morfologiska, beteendemässiga och fysiologiska anpassningar.

Beteendemässiga förändringar är ofta den första försvarsmekanismen när temperaturen sjunker. Anledningen till detta är enkel – det är bättre att stänga alla fönster innan du lägger mer ved på brasan. Det är just därför som fåglar ofta skyddar dåligt isolerade kroppsdelar som näbben och benen när de vilar, till exempel genom att krypa ihop och stoppa huvudet under vingen.

Att välja en bra sovplats kan ha stor betydelse för fåglars energibudget. I kalla och snöiga områden gräver vissa fåglar gärna ned sig i snön på natten. Snö isolerar så bra att temperaturen inuti snögrottan kan hålla sig en bit över nollstrecket även om det är -20 °C utomhus. Det här beteendet är vanligt bland olika slags hönsfåglar som tjäder och ripor, men när det blir riktigt kallt långt norrut gräver också småfåglar som lappmesar och gråsiskor, och till och med talgoxar, ned sig i snön emellanåt.

Små hålhäckande fåglar spenderar ofta vinternätterna i naturliga håligheter eller i fågelholkar, vilket ger ett visst skydd mot elementen. En fågelholk är i och för sig oftast inte särskilt mycket varmare än vad det är ute, men den ger skydd för vinden. Det är väldigt viktigt, eftersom starka vindar snabbt blåser bort det så betydelsefulla lagret med varm luft som fågeln har ”fångat” i sin fjäderdräkt. Om fågeln inte ska börja frysa i vinden måste den därför skruva upp sin energiförbrukning för att producera mer värme. Att ha tak över huvudet betyder också att fågeln slipper den kalla natthimlen. Under en stjärnklar natt är himlen faktiskt hela 20 °C kallare än luften runt omkring dig, så en fågel på en nattkvist förlorar värme mycket snabbare jämfört med en som använder en mer skyddad sovplats. En studie på tornugglor i Skottland visade att ugglor som sov inuti övergivna byggnader bara förbrukade tre fjärdedelar så mycket energi som ugglor som hade sin dygnsvila utomhus.

Fåglar delar ibland vinternattens vedermödor genom att kura ihop sig med varann. Att dela kroppsvärme på det här sättet är ett väldigt effektivt sätt för att hålla sig varm. Hanar hos kejsarpingviner gör detta för att klara den mycket stränga vintern i Antarktis. Men många fåglar i Sverige kurar också ihop sig när det är kallt – beteendet är vanligt hos till exempel stjärtmesar och gärdsmygar. I Norfolk i Storbritannien hittades under vintern 1969 hela 61 gärdsmygar tillsammans i en fågelholk!

Fåglarnas andra försvarslinje mot kyla, vind och väta är fjäderdräkten. Vissa stannfåglar har en vinterdräkt som är betydligt tjockare, och därför mer isolerande, jämfört med sommardräkten. Fåglar kan också ändra hur bra fjäderdräkten isolerar på daglig basis; genom att resa eller platta ut fjädrarna kan fågeln markant påverka hur mycket värme som lämnar kroppen. Det är därför som man ofta ser vinterfåglar alldeles uppfluffade, särskilt när de vilar eller sover.

De största förändringarna som förbättrar förmågan att producera värme sker inuti fågelns kropp. Fåglar skapar värme med sina muskler genom något som kallas för ”muskulär termogenes”. Det är ungefär som att muskeln förbereder sig för att utföra någon form av rörelse, men i stället för att göra det släpper den ut all energi som värme. Ibland ser det här ut som att fågeln huttrar när det är kallt ute, på samma sätt som vi gör. Alla skelettmuskler kan i princip användas för att skapa värme på det här sättet men det är de största musklerna som är allra viktigast. Hos fåglar är det oftast bröstfiléerna. Det är därför som många fågelarter har en kraftig tillväxt av bröstmusklernas vikt och storlek mellan sommar och vinter.

Det kostar mer energi att producera mycket värme och därför är det vanligt att fåglar visar upp en motsvarande storleksökning av hjärta och lungor för att säkerställa att de större musklerna får tillräckligt mycket syrerikt blod för sitt hårda arbete. Den metabola aktiviteten inuti själva cellerna skruvas också upp, så att den större mängden kroppsvävnad inte får brist på näringsämnen. Alla de här förändringarna gör att fåglarna också producerar mer ”avfallsprodukter” inuti kroppen, så de olika renhållningsorganen ökar också i storlek inför vintern. Slutresultatet av de här olika anpassningarna är en synnerligen effektiv braskamin som kommer att hålla fågeln varm och trygg genom vintern, förutsatt att den finner tillräckligt med föda för att tillgodose sin törstigare motor.

Det är tydligt att fåglar behöver äta mycket för att ha råd att hålla sig varma under vintern, trots att det är under just denna del av året som det är som allra svårast att hitta mat. Det förvånar därför inte att fåglar har några olika ess i rockärmen för att minska hur mycket energi de gör av med. En enkel metod, som vi också använder oss av, är att minska blodflödet till exponerade och dåligt isolerade kroppsdelar som är svåra att hålla varma. Detta sker samtidigt som ett intrikat nätverk av blodkärl säkerställer ett optimalt värmeutbyte mellan varmt blod, som kommer från kroppen, och kallt blod, som är på väg tillbaka från extremiteterna. Det är tack vare detta som måsfåglar kan sitta på islagda sjöar och hav utan att förlora några mätbara mängder värme genom ben och fötter. På samma vis kan fåglar reglera blodflödet till näbben. En studie på talgoxar visade att fåglar som inte längre fick tillgång till en fågelmatare omedelbart justerade ner cirkulationen i näbben för att spara energi.

Många småfåglar på våra breddgrader, till exempel blåmesar, talgoxar och talltitor, kan låta kroppstemperaturen sjunka, med 7–8 grader eller mer, under natten. Detta kallas för ”hypotermi” och gör att fågeln sparar energi, eftersom en kallare kropp förlorar mindre värme till omgivningen och eftersom kallare vävnader inte förbrukar lika mycket syre.

Att använda hypotermi kan därför ha stor betydelse för om man överlever vintern eller inte. Samtidigt är en kall fågel naturligt nog ganska trög i starten och inte heller lika uppmärksam. Därför kan hypotermi vara en riskfylld strategi om det finns många nattaktiva rovdjur, till exempel mårdar och tamkatter, i området.

Vi vet dessutom att flera andra viktiga delar av kroppens olika funktioner inte fungerar lika bra vid lägre kroppstemperatur. En hypotermisk fågel är till exempel inte lika bra på att slåss mot olika sjukdomar. På grund av de här olika ”kostnaderna” för att sänka sin kroppstemperatur brukar fåglar undvika att använda hypotermi när de kan. På vintern är det få sådana nätter.

Som en kompromiss väljer fåglarna i stället den högsta kroppstemperaturen de har råd med på natten. Hur hög den kan vara bestäms bland annat av lufttemperaturen, risken att attackeras av rovdjur, framgång eller motgång i födosöket under föregående dag och fågelns sjukdomsstatus.

I klimatförändringarnas spår har våra vintrar blivit mildare och mer variabla med färre frysdagar, färre dagar med snö och ett tunnare snötäcke. För en del fåglar kunde man tänka sig att mildare väder och de medföljande förändringarna i nederbördsmängd och typ skulle göra det lättare att hitta mat som annars skulle vara undangömd i snö och is. För andra arter verkar det motsatta hända.

Ett lika lysande som oroväckande exempel på det kommer från en studie av sparvugglor i Finland. Sparvugglor är skickliga rovdjur som gärna fångar småfåglar och olika gnagare, som de lägger i skafferi i ihåliga träd. De här förråden är väldigt viktiga när vinterförhållandena är särskilt prövande, men precis som i våra egna hem behöver sparvugglan en välfungerande frys för att innehållet i skafferiet inte ska förfaras. Den finska studien visade att skafferierna ruttnade snabbare när det regnade mer på hösten, vilket vi förväntar oss att det kommer att göra i klimatförändringens spår. Ugglorna använde fortfarande maten de lagrat, särskilt under år när det inte fanns så mycket färsk föda att tillgå, men det kom på bekostnad av en lägre sannolikhet att överleva vintern.

Klimatförändringarna kommer också att medföra att det blir flera perioder med töväder mitt i vintern. Detta kan komma att ha en direkt påverkan på våra stannfåglar, eftersom studier har visat att det går mycket snabbare att förlora förmågan att producera mer värme än att bygga upp den på nytt, när det kallare vädret återvänder. När det blir kallt igen kommer det dessutom att bildas ett ogenomträngligt lager av is eller skarsnö på mark, buskar och träd. Det kan betyda att fåglar som i huvudsak äter på marken inte längre kommer åt sin föda. Inte heller kommer fåglar som behöver gräva ned sig i snön för att spara energi att kunna göra detta när det översta snölagret är fruset.

Det verkar alltså som att klimatförändringarna riskerar att göra livet för fåglarna svårare under vintern, trots att de lite mildare temperaturerna gör det omedelbara behovet av att producera värme något mindre.