Varmblodig - Warm-blooded
| Termoregulering hos dyr |
|---|
 |
Varmblodige er en uformell betegnelse for dyrearter som kan opprettholde en kroppstemperatur høyere enn sine omgivelser. Spesielt opprettholder homotermiske arter en stabil kroppstemperatur ved å regulere metabolske prosesser. De eneste kjente levende hjemotermene er fugler og pattedyr , selv om ichthyosaurs , pterosaurs , plesiosaurs og non-avian dinosaurer antas å ha vært homeotherms. Andre arter har forskjellige grader av termoregulering .
Dyrets kroppstemperaturkontroll varierer etter art, så begrepene "varmblodige" og " kaldblodige " (men fortsatt i daglig bruk) antyder en falsk ide om at det bare er to kategorier av kroppstemperaturkontroll, og brukes ikke lenger vitenskapelig .
Terminologi
Generelt refererer varmblodighet til tre separate kategorier av termoregulering .
- Endotermi er evnen til noen skapninger til å kontrollere kroppstemperaturene sine gjennom indre midler som muskelskjelving eller øke stoffskiftet ( gresk : ἔνδον endon "innenfor" θέρμη thermē "varme"). Det motsatte av endotermi er ektotermi .
- Homeothermy opprettholder en stabil indre kroppstemperatur uavhengig av ytre påvirkning og temperaturer. Den stabile indre temperaturen er ofte høyere enn nærmiljøet (gresk: ὅμοιος homoios "lignende", θέρμη thermē "varme"). Det motsatte er poikilotermi . Pattedyr og fugler er homotermiske.
- Takymetabolisme opprettholder en høy "hvilende" metabolisme (gresk: ταχύς tachys/tachus "rask, rask", μεταβάλλειν metaballein "sving raskt"). I hovedsak er tachymetaboliske skapninger "på" hele tiden. Selv om hvilemetabolismen fremdeles er mange ganger tregere enn den aktive metabolismen, er forskjellen ofte ikke så stor som den man ser hos bradymetabolske skapninger. Takymetabolske skapninger har større problemer med å håndtere mangel på mat.
Utvalget av termoreguleringstyper
En stor andel av skapningene som tradisjonelt kalles "varmblodige", som fugler og pattedyr, passer til alle tre av disse kategoriene (dvs. de er endotermiske, homeotermiske og takymetabolske). Imidlertid har studier innen dyrets termofysiologi i løpet av de siste 30 årene avslørt mange arter som tilhører disse to gruppene som ikke oppfyller alle disse kriteriene. For eksempel er mange flaggermus og småfugler poikilotermiske og bradymetabole når de sover om natten (eller, hos nattlige arter, for dagen). For disse skapningene ble begrepet heterotermi laget.
Ytterligere studier på dyr som tradisjonelt ble antatt å være kaldblodige, har vist at de fleste skapninger inneholder forskjellige variasjoner av de tre begrepene definert ovenfor, sammen med sine kolleger ( ektotermi , poikilotermi og bradymetabolisme ), og skaper dermed et bredt spekter av kroppstemperaturer . Noen fisk har varmblodige egenskaper, for eksempel opah . Sverdfisk og noen haier har sirkulasjonsmekanismer som holder hjernen og øynene over omgivelsestemperaturer og dermed øker deres evne til å oppdage og reagere på byttedyr . Tunfisk og noen haier har lignende mekanismer i musklene, og forbedrer utholdenheten når de svømmer i høy hastighet.
Varmeutvikling
Kroppsvarme genereres av metabolisme . Dette refererer til de kjemiske reaksjonene cellene bruker til å bryte ned glukose til vann og karbondioksid og på den måten generere ATP ( adenosintrifosfat ), en høyenergiforbindelse som brukes til å drive andre cellulære prosesser. Muskelkontraksjon er en type metabolsk prosess som genererer varmeenergi, og varme genereres også gjennom friksjon når blod strømmer gjennom sirkulasjonssystemet.
Alle organismer metaboliserer mat og andre innspill, men noen utnytter produksjonen bedre enn andre. Som alle energiomdannelser er stoffskiftet ganske ineffektivt, og rundt 60% av tilgjengelig energi omdannes til varme i stedet for til ATP. I de fleste organismer går denne varmen rett og slett tapt for miljøet. Imidlertid produserer endoterme homeotermer (dyrene generelt karakterisert som "varmblodige") både mer varme og har bedre måter å beholde og regulere den på enn andre dyr. De har en høyere basal metabolsk hastighet, og også en større kapasitet til å øke stoffskiftet når de er engasjert i anstrengende aktivitet. De har vanligvis velutviklet isolasjon for å beholde kroppsvarme, pels og spekk når det gjelder pattedyr og fjær hos fugler. Når denne isolasjonen ikke er tilstrekkelig til å opprettholde kroppstemperaturen, kan de ty til skjelvinger - raske muskelsammentrekninger som raskt bruker opp ATP, og dermed stimulerer cellulær metabolisme til å erstatte den og følgelig produsere mer varme. Generelt, i varme miljøer, bruker de fordampningskjøling for å kaste ut overflødig varme, enten ved svette (noen pattedyr) eller ved panting (mange pattedyr og alle fugler) - generelt sett mekanismer som ikke finnes i poikilotermer .
Forsvar mot sopp
Det har blitt antatt at varmblodighet utviklet seg hos pattedyr og fugler fordi det ga forsvar mot soppinfeksjoner. Svært få sopp kan overleve kroppstemperaturen til varmblodige dyr. Til sammenligning er insekter, reptiler og amfibier plaget av soppinfeksjoner. Pattedyr og andre varmblodige dyr plukker opp patogener fra andre verter. Disse patogenene fra vertene er allerede tilpasset den høye temperaturen. Varmblodige dyr har et forsvar mot patogener hentet fra miljøet siden miljøpatogenene ikke er vant til temperaturforskjellen.