Отрицательные температуры приносят неприятности многим животным. Млекопитающие и птицы поддерживают постоянную температуру тела за счет обмена веществ, в процессе которого используется много энергии. Поэтому за лето им нужно запасти довольно большой слой жира, или же для того, чтобы выжить зимой, им придется добывать достаточное количество еды. И так как большинству молодых животных не удается ни то, ни другое, зима – это время, когда происходит жесточайший естественный отбор. Чтобы не замерзнуть насмерть, некоторые животные на зиму впадают в спячку, понижая температуру своего тела до всего нескольких градусов выше нуля.
Холоднокровные животные, например земноводные или насекомые, не обладают такой способностью. Температура их тела неумолимо стремится вниз вместе с температурой окружающего воздуха. При падении температуры до нуля их клетки бы просто разрывались, если бы не защитные механизмы, имеющиеся в их распоряжении. Существуют разнообразные пути, позволяющие избежать замерзания клеток. Многие организмы способны выдерживать сильные морозы благодаря своим чрезвычайно малым размерам. Во время мороза вода превращается в лед, кристаллы которого образуются вокруг мельчайших частиц, например пыли. Чем меньше объем жидкости, тем меньше частиц, или ядер, находится внутри нее. Благодаря этому крошечная тля способна выживать при температурах ниже –20 °C, даже не имея природного антифриза в крови. Более крупным представителям класса насекомых, таким как божьи коровки и мухи, пришлось выработать другие механизмы решения этой проблемы. Они освобождают свои внутренности от содержимого, чтобы, насколько это возможно, уменьшить количество ядер, вокруг которых могут образовываться кристаллики льда, однако они не могут полностью очистить воду в своем организме. Поэтому в теле таких насекомых присутствует глицерин, вещество, которое существенно снижает замерзание жидкостей организма. Животные большего размера, такие как европейские земноводные, вынуждены искать теплое место, чтобы спрятаться от холода и пережить зиму. Им приходится находить убежище в земле или глубоко в воде, иначе они все равно замерзнут, даже при наличии защитных механизмов.
Совсем другого подхода придерживаются пчелы. Вся популяция сидит в одном месте, образуя так называемый «зимний клуб», внутри которого создается температура +25 °C. Именно поэтому пчелы производят так много меда – чтобы поддерживать работу такой коллективной отопительной системы, им нужно огромное количество энергии.