Resistance to freezing in hatchling painted turtles (Chrysemys picta)

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Abstract

We assessed the ability of hatchling painted turtles (Chrysemys picta) from northern Minnesota to resist freezing when exposed to conditions like those occurring in natural hibernacula (natal nests). We placed animals individually into artificial hibernacula constructed in jars of damp, loamy sand and then lowered the temperature to approximately −0.4°C, which was below the equilibrium freezing point for water in the soil (approximately −0.1°C) but above that for body fluids of the turtles (approximately −0.7°C). Next, ice was used to initiate freezing of water in the soil, after which the substratum was allowed to freeze to an equilibrium temperature of −0.4°C. The minimum temperature then was reduced by 1°C/day to either −2.5 or −6.5°C. The minimum was maintained for 9 days in the former treatment and for 5 days in the latter, so that turtles in both treatments were exposed for the same length of time to temperatures below the equilibrium freezing point for their body fluids. Some animals in each treatment were inoculated by ice crystals that penetrated their integument, and these turtles froze and died. However, many other animals resisted inoculation, remained unfrozen, and survived the test of tolerance. We conclude that hatchling painted turtles from northern Minnesota, like those from North Dakota, north-central Nebraska, and northern Illinois, withstand the cold of midwinter by supercooling and not by tolerating freezing.

Nous avons déterminé la capacité de résister au gel chez des Tortues peintes (Chrysemys picta) nouvellement écloses du nord du Minnesota en les exposant à des conditions simulant celles auxquelles elles ont à faire face dans leur hibernaculum naturel (nid d'origine). Nous avons isolé des tortues dans des hibernaculums artificiels construits dans des récipients contenant du sable gras dans lesquels nous avons abaissé la température à -0,4°C, une température inférieure au point de congélation d'équilibre de l'eau du sol (approximativement -0,1°C), mais supérieure à celui des fluides corporels des tortues (approximativement -0,7°C). Nous avons utilisé de la glace pour déclencher le processus de gel dans l'eau du sol, après quoi nous avons laissé le substrat geler jusqu'à une température d'équilibre de -0,4°C. Par la suite, nous avons baissé la température de 1°C par jour jusqu'à -2,5 ou -6,5°C. Ces températures minimales ont été maintenues pendant plusieurs jours, 9 dans le premier cas et 5 dans le second, de façon à ce qu'au cours des deux traitements les tortues soient exposées pour la même durée à des températures inférieures au point de congélation de leurs fluides corporels. Dans chacun des traitements, des cristaux de glace ont pénétré dans les téguments de certaines tortues et celles-ci sont mortes gelées. Cependant, plusieurs tortues ont résisté à la pénétration des cristaux de glace et sont restées intactes; elles ont survécu au test de tolérance. Il faut conclure que les petites Tortues peintes fraîchement écloses du nord du Minnesota, à l'instar de celles du Dakota du Nord et de celles du centre nord du Nebraska et du nord de l'Illinois, sont capables de supporter le froid du milieu de l'hiver grâce à leur capacité de surfusion et non par tolérance au gel.[Traduit par la Rédaction]

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