Poikilotherms evolution, reglering, fördelar

2532
Basil Manning

Poikilotherm (poikilos, multipel eller varierad) avser de djur som inte kan reglera sin inre temperatur, så deras kroppstemperatur fluktuerar med rumstemperatur.

Historiskt använde zoologer andra mer använda begrepp som "kallblodiga" för att hänvisa till en mångskiftande grupp av djur. Det är emellertid en term som i strikt mening är ineffektiv att separera två djurgrupper..

Källa: Bjørn Christian Tørrissen [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

En annan term som ofta används för att hänvisa uteslutande till källan till kroppsvärme är "ektoterm", som de djurgrupper som nästan helt är beroende av värmekällor från miljön. Kombinationen av dessa termer ger alltså värdefull information om hur djur reglerar sin kroppstemperatur.

Artikelindex

  • 1 Reglering av temperaturen i poikiloterma organismer
  • 2 Metabolism hos poikiloterma djur
  • 3 Poikilothermia i naturen
  • 4 Fördelar och kostnader med poikilotermi
  • 5 Utvecklingen av ektotermi i dinosaurier
  • 6 Referenser

Temperaturreglering i poikiloterma organismer

Djur under hela sin utveckling har använt strategier för att bevara sin inre miljö under optimala förhållanden och bibehålla normal cellulär funktion, förutom att optimera utgifterna eller spara metabolisk energi.

Poikilotermiska djur producerar jämförelsevis mindre metabolisk värme än endotermiska djur. Därför är utbytet av kalorinergi med miljön av stor vikt för att bestämma din kroppstemperatur..

I denna mening absorberar ett poikilotermiskt djur värme från miljön om det behöver höja sin kroppstemperatur och beter sig som värmekonformister, eftersom de är beroende av temperaturen i miljön. I energiska termer utgör de dåligt isolerade djur.

För det första har de låga nivåer av metabolisk värmeproduktion som snabbt försvinner i den omgivande miljön och inte bidrar väsentligt till att öka kroppstemperaturen. Å andra sidan har de en hög värmeledningsförmåga, vilket gör det möjligt för ektotermer att absorbera värme enkelt..

I de flesta fall har ektoterma organismer en beteendestyrning av kroppstemperaturen. Till exempel solar sig ormar och ödlor tills de når en lämplig temperatur för effektiv muskelfunktion, vilket mildrar effekterna av miljön genom beteende..

Metabolism hos poikiloterma djur

Det är välkänt att biokemiska reaktioner är känsliga för temperatur, eftersom aktiviteten hos många enzymer har en optimal temperatur. Varje temperaturförändring förändrar effektiviteten hos det enzymatiska maskineriet och utgör ett hinder för djuren.

Om temperaturen sjunker till en kritisk nivå äventyras hastigheten för metaboliska processer, vilket minskar energiproduktionen och mängden som kan användas av djur för deras aktiviteter och reproduktion..

Däremot, om temperaturen stiger för mycket, är metabolisk aktivitet instabil och till och med förstörd. Detta gjorde det möjligt att fastställa optimala intervall för utveckling av liv mellan 0 ° C och 40 ° C.

Kroppstemperaturen i poikiloterma organismer är inte konstant som i fallet med homeotermiska (endoterma) organismer.

I detta fall, även om värme genereras som en produkt av metabolisk aktivitet, går den senare förlorad så snabbt som den genereras. Den inre temperaturen beror inte på förbränningsmekanismen för livsmedel som vid homeotherms.

Generellt är poikilotermiska djur associerade med metabolism av bradymetabolisk typ. Det är dock ett villkor som endast stränga ektotermiska organismer uppfyller, bradymetabolism är metabolismen i vilotillstånd..

Poikilothermia i naturen

Poikilothermia är den vanligaste typen av termoregulering i djurriket. Inom denna grupp finns grupperna av nedre ryggradsdjur som fisk, amfibier och reptiler och den stora majoriteten av ryggradslösa djur på land och vatten (med vissa undantagsfall).

I vattenlevande poikilotermer är kroppstemperaturen i princip densamma som för vatten på grund av dess kaloriegenskaper. Å andra sidan kan markbundna organismer ha en temperatur högre än lufttemperaturen på grund av effekten av strålning..

Ektotermiska djur utnyttjar genom sitt beteende platser med mer gynnsamma temperaturer, men som tidigare angivits kommer energikällan som används för att öka deras kroppstemperatur från miljön och inte inifrån kroppen..

I tropiska områden konkurrerar ektotermier som reptiler effektivt med däggdjur, i många fall fler än dem i överflöd av arter och individer. Detta beror på att den konstanta temperaturen i tropikerna tillåter aktivitet hela dagen och också ägnar den energi som sparas i reproduktionsaktiviteter och överlevnad..

Denna fördel tenderar att minska i tempererade miljöer där endoterma organismer gynnas på grund av ogynnsamma förhållanden för ektotermi..

Fördelar och kostnader med poikilotermi

Eftersom kroppstemperaturen för många ektotermar i hög grad beror på miljön kan ektotermarter som lever på platser med temperaturer under frysning få problem.

De har emellertid utvecklat svar som ämnen för att förhindra kärnbildning av iskristaller i extracellulära vätskor och därmed skydda cytoplasmatisk vätska, superkylning och frostskyddsämnen i kroppsvätskor..

I heta miljöer hindras vävnadsfunktionerna hos de flesta ektotermer. På grund av en lägre affinitet av hemoglobin för syre inom de högre temperaturerna i kroppstemperaturen hindrar det djur från att utföra krävande aktiviteter på grund av dess låga hastigheter i aerob metabolism.

Det senare medför utvecklingen av ett syrebrist under anaerob andning och begränsningarna för att uppnå stora storlekar..

Ektotermi är en långsam livsform med små energiflöden, det vill säga med blygsamma energibehov. Det senare tillåter dem att ockupera oanvända marknischer av homeotermiska ryggradsdjur, investerar mindre energi för att producera värme och mer i tillväxt- och reproduktionsaktiviteter..

Utvecklingen av ektotermi i dinosaurier

Sedan de första fossilerna höjdes har det diskuterats om dinosaurier var homeotermiska eller poikilotermiska. Som vi redan vet innebär ektotermi låga metaboliska investeringar för att generera värme och istället används energi som finns i miljön för att reglera kroppstemperaturen..

Detta medför uppenbarligen en serie problem som bristen på strålning eller solenergi på natten eller att livsmiljön är tempererad och kall. Traditionellt, med tanke på förhållandena mellan dinosaurier och nuvarande reptiler, klassificerades dinosaurier som ektotermer.

Men på grund av den livsstil som dras om dinosaurier, stöder flera argument att de var endotermiska djur..

Den första är att de hade ytlig isolering (fjädrar i Archaeopteryx), som skulle utgöra en barriär för absorption av energi från strålning och för en endoterm, förutsatt ett sätt att bibehålla metabolisk värme.

Många av de fossila fynden inträffade i tempererade zoner, varför det anses vara endotermiskt att överleva klimatet med metabolisk värme. Andra bevis tyder på att förhållandet mellan rovdjur och byte är karakteristiskt för endotermiska och icke-ektotermiska djur..

Referenser

  1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed..
  2. de Quiroga, G. B. (1993). Animal Physiology and Evolution (Vol. 160). AKAL-utgåvor.
  3. Fanjul, M. L. och Hiriart, M. (red.). (1998). Funktionell biologi av djur. XXI-talet.
  4. Fastovsky, D. E., & Weishampel, D. B. (2005). Dinosauriernas utveckling och utrotning. Cambridge University Press.
  5. Hill, R. W. (2002). Jämförande djurfysiologi: en miljöstrategi. Omvänd.
  6. Hill, R. W., Wyse, G. A., & Anderson, M. (2012). Djurfysiologi. Tredje upplagan Sinauer Associates, Inc. Publishers.
  7. McNab, B. K. (2002). Ryggradsdjurens fysiologiska ekologi: en vy från energetik. Cornell University Press.
  8. Willmer, P., Stone, G. och Johnston, I. (2009). Djurens miljöfysiologi. John Wiley & Sons.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.