POIKILOTERMOS: RAIDA, REGULIAVIMAS, NAUDA - BIOLOGIJA - 2025

„Poikilothermo“ (poikilos, daugialypės ar įvairios) reiškia gyvūnus, kurie negali reguliuoti savo vidinės temperatūros, todėl jų kūno temperatūra kinta kartu su kambario temperatūra.

Istoriškai zoologai vartojo kitus plačiau vartojamus terminus, pvz., „Šaltakraujiški“, norėdami nurodyti įvairią gyvūnų grupę. Tačiau tai yra terminas, kuris griežtąja prasme yra neveiksmingas atskirti dvi gyvūnų grupes.

Šaltinis: Bjørn Christian Tørrissen

Kitas terminas, plačiai naudojamas išskirti kūno šilumos šaltinį, yra „ektoterma“, kaip ir tos gyvūnų grupės, kurios beveik visiškai priklauso nuo aplinkos šilumos šaltinių. Taigi, šių terminų derinys suteikia vertingos informacijos apie tai, kaip gyvūnai reguliuoja savo kūno temperatūrą.

Temperatūros reguliavimas poikiloterminiuose organizmuose

Gyvūnai per savo evoliuciją naudojo strategijas, kad išsaugotų savo vidinę aplinką optimaliomis sąlygomis ir palaikytų normalų ląstelių funkcionavimą, be to, kad optimizuoja medžiagų apykaitos išlaidas ar taupymą.

Poikiloterminiai gyvūnai gamina palyginti mažiau metabolinės šilumos nei endoterminiai gyvūnai. Todėl norint nustatyti jūsų kūno temperatūrą, labai svarbu keistis kalorijų energija su aplinka.

Šia prasme poikiloterminis gyvūnas sugeria šilumą iš aplinkos, jei jam reikia pakelti kūno temperatūrą, elgiasi kaip šilumos konformistai, nes jie priklauso nuo aplinkos temperatūros. Energetiniu požiūriu jie yra blogai izoliuoti gyvūnai.

Visų pirma, jie turi mažą metabolinės šilumos gamybą, kuri greitai pasiskirsto į supančią aplinką ir nedaug prisideda prie kūno temperatūros padidėjimo. Kita vertus, jie turi aukštą šilumos laidumą, kuris leidžia ektotermoms lengvai absorbuoti šilumą.

Daugeliu atvejų ektoterminiai organizmai reguliuoja kūno temperatūrą. Pavyzdžiui, gyvatės ir driežai miegos tol, kol pasieks tinkamą temperatūrą, kad galėtų efektyviai funkcionuoti raumenims, o elgesys sušvelnina aplinkos poveikį.

Poikiloterminių gyvūnų metabolizmas

Gerai žinoma, kad biocheminės reakcijos yra jautrios temperatūrai, nes daugelio fermentų aktyvumas turi optimalią temperatūrą. Bet kokie temperatūros pokyčiai keičia fermentinių mechanizmų efektyvumą ir sudaro kliūtis gyvūnams.

Jei temperatūra nukrinta iki kritinio lygio, sutrinka medžiagų apykaitos procesų greitis, sumažėja energijos gamyba ir gyvulių sunaudojimas jų veiklai ir dauginimuisi.

Jei temperatūra pakyla per daug, metabolinis aktyvumas yra nestabilus ir netgi sunaikinamas. Tai leido nustatyti optimalius gyvenimo diapazonus nuo 0 ° C iki 40 ° C.

Kūno temperatūra poikiloterminiuose organizmuose nėra pastovi, kaip homeoterminių (endoterminių) organizmų atveju.

Šiuo atveju, nors šiluma susidaro kaip metabolinio aktyvumo produktas, pastaroji prarandama taip pat greitai, kaip ir susidaro. Vidinė temperatūra nepriklauso nuo maisto degimo mechanizmo, kaip homeotermų atveju.

Paprastai poikiloterminiai gyvūnai yra susiję su bradimetabolinio tipo metabolizmu. Tačiau tai sąlyga, kad susitinka tik griežti ektoterminiai organizmai, o bradimetabolizmas yra medžiagų apykaita ramybės būsenoje.

Poikilotermija gamtoje

Poikilotermija yra labiausiai paplitęs termoreguliacijos būdas gyvūnų karalystėje. Šiai grupei priklauso apatinių stuburinių gyvūnų grupės, tokios kaip žuvys, varliagyviai ir ropliai, ir didžioji dauguma sausumos ir vandens bestuburių (su kai kuriais išimtiniais atvejais).

Vandens poikilotermose kūno temperatūra dėl kalorijų ypatybių iš esmės yra tokia pati kaip vandens. Antra vertus, sausumos organizmų temperatūra gali būti aukštesnė nei oro temperatūra dėl radiacijos poveikio.

Ektoterminiai gyvūnai savo elgesiu naudojasi palankesnėms temperatūroms, tačiau, kaip minėta anksčiau, energijos šaltinis, naudojamas jų kūno temperatūrai padidinti, kyla iš aplinkos, o ne iš kūno.

Atogrąžų vietovėse tokios ektotermos, kaip ropliai, veiksmingai konkuruoja su žinduoliais, daugeliu atvejų pralenkdamos juos rūšių ir individų gausoje. Taip yra todėl, kad pastovi tropikų temperatūra leidžia veikti visą dieną ir taip pat skiria energiją, sutaupytą dauginimosi ir išgyvenimo metu.

Šis pranašumas paprastai mažėja vidutinio klimato aplinkoje, kur dėl nepalankių ektotermijos sąlygų pirmenybė teikiama endoterminiams organizmams.

Poikilotermijos pranašumai ir išlaidos

Kadangi daugelio ektotermų kūno temperatūra labai priklauso nuo aplinkos, ektotermos rūšys, gyvenančios vietose, kurių temperatūra yra žemesnė, gali sukelti problemų.

Tačiau jie sukūrė reakcijas kaip medžiagas, kurios užkerta kelią ledo kristalų susidarymui tarpląsteliniuose skysčiuose ir taip apsaugo citoplazmos skysčius, super aušinančias ir antifrizines medžiagas kūno skysčiuose.

Karštoje aplinkoje sutrinka daugumos ektotermų audinių funkcijos. Dėl mažesnio hemoglobino afiniteto deguoniui esant aukštesnei kūno temperatūrai, jis neleidžia gyvūnams atlikti reikalaujančios veiklos dėl mažo aerobinio metabolizmo.

Pastaroji sąlygoja deguonies trūkumo susidarymą anaerobinio kvėpavimo metu ir didelių dydžių gavimo apribojimus.

Ektotermija yra lėto gyvenimo forma su mažais energijos srautais, tai yra, su nedideliais energijos poreikiais. Pastarasis leidžia jiems užimti nepanaudotas antžemines nišas homeoterminių stuburinių gyvūnų pagalba, investuojant mažiau energijos šilumai gaminti ir daugiau augimo bei dauginimosi veiklai.

Ektotermijos raida dinozauruose

Nuo pirmųjų fosilijų iškėlimo buvo diskutuojama, ar dinozaurai buvo homeoterminiai, ar poikiloterminiai. Kaip jau žinome, ektotermija reikalauja mažai medžiagų apykaitos šilumai generuoti, o kūno energijai reguliuoti naudojama iš aplinkos gaunama energija.

Akivaizdu, kad tai sukelia daugybę problemų, tokių kaip radiacijos ar saulės energijos trūkumas naktį arba faktas, kad buveinė yra šilta ir šalta. Tradiciškai, atsižvelgiant į ryšį tarp dinozaurų ir dabartinių roplių, dinozaurai buvo klasifikuojami kaip ektotermos.

Tačiau dėl gyvenimo būdo, kuris buvo išskaičiuotas apie dinozaurus, keli argumentai patvirtina, kad jie buvo endoterminiai gyvūnai.

Pirma, jie turėjo paviršutinišką izoliaciją (plunksnos Archeopteryx), o tai sudarytų kliūtį spinduliuotės energijai absorbuoti ir endotermijai, darant prielaidą, kad būtų palaikomas metabolinis šiluma.

Daugelis iškastinių radinių buvo rasti vidutinio klimato zonose, todėl manoma, kad endotermiškai išgyventi klimatą metaboline šiluma. Kiti įrodymai rodo, kad plėšrūno ir grobio santykis būdingas endoterminiams ir neekteroterminiams gyvūnams.

Nuorodos

1. Campbell, NA, ir Reece, JB (2007). Biologija. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Gyvūnų fiziologija ir evoliucija (160 tomas). AKAL leidiniai.
3. Fanjul, L. L. ir Hiriart, M. (Red.). (1998). Funkcinė gyvūnų biologija. XXI amžius.
4. Fastovsky, DE, ir Weishampel, DB (2005). Dinozaurų evoliucija ir išnykimas. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Lyginamoji gyvūnų fiziologija: požiūris į aplinką. Aš atbuline eiga.
6. Hill, RW, Wyse, GA ir Anderson, M. (2012). Gyvūnų fiziologija. Trečiasis leidimas „Sinauer Associates, Inc.“.
7. McNab, BK (2002). Stuburinių gyvūnų fiziologinė ekologija: vaizdas iš energetikos. Kornelio universiteto leidykla.
8. Willmer, P., Stone, G., ir Johnston, I. (2009). Gyvūnų aplinkos fiziologija. Johnas Wiley ir sūnūs.