POIKILOTHERMS: EVOLUTION, REGLERING, FÖRDELAR - BIOLOGI - 2025

Poikilothermo (poikilos, flera eller olika) avser de djur som inte kan reglera sin inre temperatur, så deras kroppstemperatur varierar med rumstemperatur.

Historiskt använde zoologer andra mer allmänt använda termer som "kallblodiga" för att hänvisa till en mångfaldig grupp av djur. Det är emellertid en term som i strikt bemärkelse är ineffektiv för att skilja två grupper av djur.

Källa: Bjørn Christian Tørrissen

En annan term som används allmänt för att uteslutande hänvisa till källan till kroppsvärme är "ektoterm", liksom de djurgrupper som nästan helt beror på miljövärmekällor. Kombinationen av dessa termer ger således värdefull information om hur djur reglerar sin kroppstemperatur.

Temperaturreglering i poikiloterma organismer

Djur under hela deras utveckling har använt strategier för att bevara sin inre miljö under optimala förhållanden och upprätthålla 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 kalorienergi med miljön av stor betydelse för att bestämma din kroppstemperatur.

I detta avseende absorberar ett poikilotermiskt djur värme från miljön om det behöver höja sin kroppstemperatur och uppträda som termiska konformister, eftersom de beror på omgivningens temperatur. Energiskt sett utgör de dåligt isolerade djur.

Först och främst har de låga halter av metabolisk värmeproduktion som snabbt sprids i den omgivande miljön och inte bidrar väsentligt till ökningen av kroppstemperaturen. Å andra sidan har de en hög värmeledningsförmåga, som gör det möjligt för ektotermer att lätt absorbera värme.

I de flesta fall har ektotermiska organismer en beteendereglering av kroppstemperatur. Till exempel, ormar och ödlor baskar tills de når en lämplig temperatur för effektiv muskelfunktion, vilket mildrar effekterna av miljön genom beteende.

Metabolism hos poikilotermiska djur

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

Om temperaturen sjunker till en kritisk nivå komprometteras hastigheten för metaboliska processer, vilket minskar energiproduktionen och den mängd 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.

Kroppstemperatur i poikiloterma organismer är inte konstant som för hemotermiska (endoterma) organismer.

I detta fall, även om värme genereras som en produkt av metabolisk aktivitet, förloras den senare så snabbt som den alstras. Den inre temperaturen beror inte på förbränningsmekanismen för mat som för hemmotermer.

I allmänhet är poikilotermiska djur förknippade med metabolism av bradymetabolisk typ. Det är emellertid ett villkor att endast strikta ektotermiska organismer uppfyller, bradymetabolism är metabolism i vilotillstånd.

Poikilothermia i naturen

Poikilothermia är den vanligaste typen av termoregulering i djurriket. Inom denna grupp finns grupperna av nedre ryggradsdjur som fisk, paddor och reptiler och den stora majoriteten av markbundna och vattenlevande ryggradslösa djur (med några exceptionella fall).

I vattenlevande poikilotermer är kroppstemperaturen i stort sett densamma som för vatten på grund av dess kaloriegenskaper. Å andra sidan kan markorganismer ha en temperatur högre än lufttemperaturen på grund av strålningens effekt.

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 ektotermer som reptiler effektivt med däggdjur, i många fall överträffar de dem i överflöd av arter och individer. Detta beror på att den konstanta temperaturen i tropikerna tillåter aktivitet under dagen och också ägnar den energi som sparas i reproduktionsaktiviteter och överlevnad.

Denna fördel tenderar att minska i tempererade miljöer, på grund av ogynnsamma förhållanden för ektotermi, föredras endotermiska organismer.

Fördelar och kostnader för poikilothermia

Eftersom kroppens temperatur för många ektotermer i betydande grad beror på miljön kan ektotermarter som lever på platser med temperaturer under frysning ha problem.

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

I heta miljöer hämmas vävnadsfunktionerna hos de flesta ektotermer. På grund av en lägre affinitet av hemoglobin för syre inom de högre kroppstemperaturens temperaturer förhindrar det att djur utför krävande aktiviteter på grund av dess låga hastigheter i aerob metabolism.

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

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

Evolution av ektotermi i dinosaurier

Sedan de första fossilerna höjts har det diskuterats om dinosaurierna var homeotermiska eller poikilotermiska. Som vi redan vet innebär ektotermi låg metabolisk investering för att generera värme och istället används energi från miljön för att reglera kroppstemperaturen.

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

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

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

Många av de fossila fynden inträffade i tempererade zoner, varför det anses vara endotermiskt för 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, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Animal Physiology and Evolution (vol. 160). AKAL-utgåvor.
3. Fanjul, ML, & Hiriart, M. (Eds.). (1998). Funktionell biologi hos djur. XXI-talet.
4. Fastovsky, DE, & Weishampel, DB (2005). Dinosauriernas utveckling och utrotning. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Jämförande djurfysiologi: en miljöstrategi. Jag vänt.
6. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2012). Djurfysiologi. Tredje upplagan Sinauer Associates, Inc. Förlag.
7. McNab, BK (2002). Ryggradsdjurens fysiologiska ekologi: en vy från energetik. Cornell University Press.
8. Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. (2009). Djurens miljöfysiologi. John Wiley & Sons.