POIKILOTHERMS: EVOLUTION, REGULERING, FORDELE - BIOLOGI - 2025

Poikilothermo (poikilos, flere eller forskellige) henviser til de dyr, der ikke kan regulere deres indre temperatur, så deres kropstemperatur svinger med stuetemperatur.

Historisk brugte zoologer andre mere udbredte udtryk som "koldblodige" for at henvise til en forskelligartet gruppe af dyr. Det er imidlertid et udtryk, der i streng forstand er ineffektive til at adskille to grupper af dyr.

Kilde: Bjørn Christian Tørrissen

Et andet udtryk, der i vid udstrækning bruges til kun at henvise til kilden til kropsvarme, er "ektoterm", ligesom de dyregrupper, der næsten udelukkende er afhængige af miljømæssige varmekilder. Kombinationen af ​​disse udtryk giver således værdifuld information om den måde, hvorpå dyr regulerer deres kropstemperatur.

Temperaturregulering i poikilotermiske organismer

Dyr i hele deres udvikling har brugt strategier til at bevare deres indre miljø under optimale forhold og opretholde normal cellulær funktion, ud over at optimere udgifterne eller spare på metabolisk energi.

Poikilotermiske dyr producerer relativt mindre metabolisk varme end endotermiske dyr. Derfor er udveksling af kalorienergi med miljøet meget vigtig for at bestemme din kropstemperatur.

I denne forstand absorberer et poikilotermisk dyr varme fra miljøet, hvis det har brug for at hæve sin kropstemperatur, opføre sig som termiske konformister, da de afhænger af miljøets temperatur. Energimæssigt udgør de dårligt isolerede dyr.

Først og fremmest har de lave hastigheder af metabolisk varmeproduktion, der hurtigt spredes i det omgivende miljø og ikke bidrager væsentligt til stigningen i kropstemperatur. På den anden side har de en høj varmeledningsevne, hvilket gør det muligt for ektotermer at absorbere varme let.

I de fleste tilfælde har ektotermiske organismer en adfærdsregulering af kropstemperatur. F.eks. Bugter slanger og firben, indtil de når en passende temperatur til effektiv muskelfunktion, hvilket reducerer miljøeffekten gennem opførsel.

Metabolisme hos poikilotermiske dyr

Det er velkendt, at biokemiske reaktioner er følsomme over for temperatur, da aktiviteten af ​​mange enzymer har en optimal temperatur. Enhver ændring i temperatur ændrer effektiviteten af ​​det enzymatiske maskineri, hvilket udgør en hindring for dyrene.

Hvis temperaturen falder til et kritisk niveau, kompromitteres hastigheden af ​​de metaboliske processer, hvilket reducerer energiproduktionen og den mængde, der kan bruges af dyr til deres aktiviteter og reproduktion.

I modsætning hertil, hvis temperaturen stiger for meget, er metabolisk aktivitet ustabil og endda ødelagt. Dette gjorde det muligt at etablere optimale intervaller til udvikling af livet mellem 0 ° C og 40 ° C.

Kropstemperatur i poikilotermiske organismer er ikke konstant, som for homotermiske (endotermiske) organismer.

I dette tilfælde, selvom varme genereres som et produkt af metabolisk aktivitet, tabes sidstnævnte så hurtigt som det genereres. Den indvendige temperatur afhænger ikke af mekanismen til forbrænding af mad, som i tilfælde af hjemmearbejder.

Generelt er poikilotermiske dyr forbundet med bradymetabolsk stofskifte. Det er imidlertid en betingelse, at kun strenge ectotermiske organismer mødes, idet bradymetabolisme er metabolismen i en hviletilstand.

Poikilothermia i naturen

Poikilothermia er den mest almindelige type termoregulering i dyreriget. Inden for denne gruppe er grupper af nederste hvirveldyr såsom fisk, padder og krybdyr og langt de fleste af terrestriske og vandlevende hvirvelløse dyr (med nogle ekstraordinære tilfælde).

I vandlevende poikilotermer er kropstemperaturen stort set den samme som vand på grund af dets kaloriegenskaber. På den anden side kan jordiske organismer have en temperatur, der er højere end lufttemperaturen på grund af effekten af ​​stråling.

Ektotermiske dyr udnytter gennem deres opførsel steder med mere gunstige temperaturer, men som tidligere angivet kommer energikilden, der bruges til at øge deres kropstemperatur, fra miljøet og ikke fra kroppen.

I tropiske områder konkurrerer ektotermer som krybdyr effektivt med pattedyr, i mange tilfælde overgår de i overflod af arter og individer. Dette skyldes, at den konstante temperatur i troperne tillader aktivitet hele dagen og også dedikerer den energi, der spares i reproduktionsaktiviteter og overlevelse.

Denne fordel har en tendens til at aftage i tempererede miljøer, hvor endoterme organismer på grund af ugunstige betingelser for ektotermi foretrækkes.

Fordele og omkostninger ved poikilotermi

Da kropstemperaturen for mange ectotherms afhænger i betydelig grad af miljøet, kan ectotherm arter, der lever steder med temperaturer under frysning, have problemer.

De har imidlertid udviklet responser som stoffer til at forhindre kimdannelse af iskrystaller i ekstracellulære væsker og således beskytte cytoplasmatiske væsker, superafkøling og frostvæske i kropsvæsker.

I varme miljøer hæmmes vævsfunktionerne hos de fleste ektotermer. På grund af en lavere affinitet af hæmoglobin for ilt inden for de højere temperaturer i kropstemperaturen forhindrer det dyr i at udføre krævende aktiviteter på grund af dets lave hastigheder i aerob metabolisme.

Sidstnævnte bringer udviklingen af ​​et iltmangel under anaerob respiration og begrænsningerne for at opnå store størrelser.

Ektotermi er en langsom livsform med små energistrømme, det vil sige med beskedne energibehov. Det sidstnævnte giver dem mulighed for at besætte ubrugte jordnicher af homeotermiske hvirveldyr, og investere mindre energi for at producere varme og mere i vækst- og reproduktionsaktiviteter.

Evoluering af ektotermi i dinosaurier

Siden hævningen af ​​de første fossiler har der været en debat om, hvorvidt dinosaurier var homeotermiske eller poikilotermiske. Som vi allerede ved, involverer ectothermy lave metaboliske investeringer til at generere varme, og i stedet bruges energi, der er tilgængelig fra miljøet, til at regulere kropstemperaturen.

Dette bringer åbenlyst en række problemer, såsom manglen på stråling eller solenergi om natten eller det faktum, at levestedet er varmt og koldt. Traditionelt set, i betragtning af forholdet mellem dinosaurer og aktuelle reptiler, blev dinosaurier klassificeret som ektotermer.

På grund af den livsstil, der blev trukket om dinosaurer, understøtter flere argumenter imidlertid, at de var endotermiske dyr.

Den første er, at de havde overfladisk isolering (fjer i Archeopteryx), som ville udgøre en barriere for optagelse af energi fra stråling og for en endoterm, hvis man antager en måde at opretholde metabolisk varme på.

Mange af de fossile fund fandt sted i tempererede zoner, hvorfor det betragtes som endotermisk for at overleve klimaet med metabolsk varme. Andre beviser antyder, at forholdet mellem rovdyr og byttedyr er karakteristisk for endotermiske og ikke-ektotermiske dyr.

Referencer

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Dyrets fysiologi og udvikling (bind 160). AKAL-udgaver.
3. Fanjul, ML, & Hiriart, M. (red.). (1998). Funktionel biologi af dyr. XXI århundrede.
4. Fastovsky, DE, & Weishampel, DB (2005). Dinosaurernes udvikling og udryddelse. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Sammenlignende dyrefysiologi: En miljømæssig tilgang. Jeg vendte om.
6. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2012). Dyrefysiologi. Tredje udgave Sinauer Associates, Inc. Udgivere.
7. McNab, BK (2002). Virveldyrs fysiologiske økologi: en udsigt fra energikilder. Cornell University Press.
8. Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. (2009). Dyrs miljøfysiologi. John Wiley & sønner.